I en serie DC-motor er armaturviklingen og feltviklingen forbundet i serie, og strømmene gennem dem er ens, da armaturviklingen og feltviklingen af en DC parallel motor er forbundet parallelt. Strømmen i en parallel motor er opdelt i to dele: strømmen gennem ankeret og strømmen gennem feltviklingen, og den samlede strøm er summen af de to dele. Strukturen af en DC-shuntmotor er den samme som for en DC-motor, den indeholder alle de grundlæggende komponenter, herunder statoren (feltvikling), rotor (også kaldet armatur) og kommutator.
Stator/parallel vikling
Indgangseffekten leveres til motorens faste element, det vil sige den parallelle vikling. Shuntviklingen består af flere omdrejninger af vikling på spolen. Da antallet af drejninger består af tyndere ledninger, er størrelsen af den parallelle vikling ret lille. I modsætning til tråddiametrene i viklingerne på en seriemotor kan de parallelle viklinger i denne motor ikke bære meget store strømme.
Rotor/armatur
Ankeret, der almindeligvis omtales som "rotoren", håndterer akselbelastningen, og den har en tykkere tråddiameter, der kan understøtte højere strømme. Når motoren starter eller kører ved lav hastighed, strømmer høj strøm gennem ankeret. Når motorens hastighed stiger, genererer ankeret en kontraelektromagnetisk kraft, som virker mod strømmen i ankeret.
kommutator
Enheder som kommutatorer og børster giver strøm fra de statiske feltviklinger til rotoren, og drejningsmoment i en motor skabes ved interaktionen mellem magnetfelterne i viklingerne og ankeret.
princippet om funktion
Når spænding tilføres en parallel DC-motor, producerer den meget lav strøm på grund af den høje modstand af den parallelle vikling, og det store antal omdrejninger af den parallelle vikling hjælper med at skabe et stærkt magnetfelt. Armaturet trækker en høj strøm, hvilket resulterer i et højt magnetfelt. Når magnetfelterne i ankeret og parallelle viklingsområder interagerer, begynder motoren at spinde. Når magnetfeltet stiger, øges rotationsmomentet, hvilket resulterer i en stigning i motorens hastighed.
Parallelle DC-motorer har en feedbackmekanisme, der styrer hastigheden, og når ankeret roterer i magnetfeltet, genereres en strøm. Denne elektromotoriske kraft genereres i modsat retning og derved begrænser armaturstrømmen. Derfor reduceres strømmen gennem ankeret, og motorens hastighed kan også selvregulere. Parallelle viklingsformer kan på grund af deres tynde trådkonstruktion ikke modstå de høje startstrømme fra seriemotorer, så parallelle motorer bruges til at håndtere små akselbelastninger, der oprindeligt kun kræver lavt drejningsmoment.
Motorhastighed
I en seriemotor afhænger hastigheden helt af akselbelastningen, og i en seriemotor er belastningen omvendt proportional med armaturhastigheden. Hvis belastningen er høj, roterer ankeret ved lav hastighed. Hvis belastningen er lav, øges armaturhastigheden. Armaturets hastighed er uendelig eller ukontrolleret uden belastning.
I modsætning til seriemotorer er hastigheden af parallelle motorer uafhængig af akselbelastningen, og når motorbelastningen stiger, vil motorens hastighed øjeblikkeligt sænkes. Bremsning reducerer den bageste EMF, hvilket øger strømmen i armaturgrenen, hvilket resulterer i en stigning i motorhastigheden. På den anden side, hvis belastningen reduceres, vil motorhastigheden øjeblikkeligt stige, hvilket igen vil øge den bageste EMF og derved reducere strømmen, der strømmer til motoren. Gradvist vil motoren bremse. Derfor er DC parallelmotoren i stand til at opretholde en konstant hastighed uanset belastningsændringer. På grund af denne funktion anvendes motoren i bil- og industrielle applikationer, hvor der kræves præcis motorhastighed.
Kontrol af motorhastighed
Hastigheden på en DC-shuntmotor kan styres på to måder:
Ved at ændre den strøm, der leveres til rotoren
Ved at ændre den strøm, der leveres til statoren
Da spændingen omkring rotoren og statoren er den samme, kan motorens hastighed styres ved at styre strømmen gennem statoren eller rotoren, og ændring af dens modstand styres generelt ved hjælp af en tyristor. Modstanden af den parallelle vikling og armaturgrenen kan øges eller mindskes ved at forbinde en varistor i serie. Da strømmen, der håndteres af ankeret, er meget højere end for feltviklingen, er varistoren, der styrer strømmen i armaturgrenen, ret stor, hvilket er det, der er i feltviklingen. Årsager til, at strømstyrede reoter foretrækkes.
Shuntfeltstrømmen kan ændre motorens hastighed med 10-20%, og når strømmen gennem de parallelle viklingsåbninger stiger, øges rotorens hastighed, hvilket skaber en højere EMF for at opretholde en tilsvarende reduktion i armaturstrømmen. Omvendt kan motorens hastighed reduceres ved at reducere strømmen gennem de parallelle viklingen.
Når en parallel DC-motor køres ved en spænding, der er lavere end dens nominelle spænding, falder dens hastighed også, men dette gør den parallelle DC-motor ineffektiv og har en tendens til overbelastning og overophedning. Generelt har elektriske motorer en nominel hastighed i enheder med hastighed og nominel spænding. Når en parallel DC-motor er under dens fulde spænding, reduceres dens drejningsmoment, derfor anbefales det ikke at betjene motoren under den specificerede nominelle spænding.
afslutningsvis
På grund af deres automatiske hastighedsreguleringskapacitet er DC-shuntmotorer ideelle til applikationer, der kræver præcis hastighedsregulering, de kan ikke producere høje startmomenter, så belastningen ved start skal være lille. Applikationer, der opfylder disse standarder og er egnede til DC-shuntmotorer, omfatter værktøjsmaskiner (såsom drejebænke og slibemaskiner) og industrielt udstyr (såsom ventilatorer og kompressorer), centrifugalpumper, elevatorer, væve, drejebænke, blæsere, ventilatorer, transportører, spindemaskiner Vent.
