Un motore CC con spazzole è un tipo classico di dispositivo di azionamento che converte direttamente la corrente continua in rotazione meccanica. Questo tipo di motore ha una struttura semplice ed è ampiamente utilizzato, comunemente presente negli elettrodomestici, nei giocattoli elettrici e in alcuni piccoli dispositivi nei veicoli.
Quella che segue è un'introduzione dettagliata a motori DC con spazzole :
1. Struttura principale
La struttura interna di un motore DC con spazzole è costituita principalmente da diverse parti:
Statore (parte fissa): solitamente magneti permanenti fissati alla parete interna dell'involucro, responsabili di fornire un campo magnetico stabile.
Rotore (parte rotante): una bobina rotante che si avvolge al centro, dove scorre la corrente per generare forza magnetica.
Spazzole: questa è la sua caratteristica principale. Le spazzole sono solitamente in carbonio e sono a stretto contatto con il commutatore rotante.
Commutatore: Situato sull'albero del rotore, funziona con le spazzole per cambiare la direzione della corrente.
2. Principio di funzionamento
Il principio di funzionamento di questo motore utilizza il principio magnetico "i poli opposti si attraggono, come i poli si respingono":
Quando la corrente scorre attraverso le spazzole nella bobina del rotore, la bobina genera un campo magnetico.
Il campo magnetico del rotore interagisce con il campo magnetico dello statore esterno, generando una spinta che fa ruotare l'albero centrale.
Per garantire che il motore ruoti continuamente in una direzione, il commutatore cambia automaticamente la direzione della corrente nella bobina ogni volta che il rotore ruota di un certo angolo, garantendo che la spinta sia sempre presente.
3. Principali vantaggi
Controllo semplice: basta collegarlo a una fonte di alimentazione CC (come una batteria) e inizierà a ruotare. Comodo anche il controllo della velocità; una tensione più elevata si traduce in una rotazione più veloce, mentre una tensione più bassa si traduce in una rotazione più lenta.
Coppia di avviamento elevata: questo tipo di motore può generare una potenza significativa all'avvio, adatta per l'avviamento con carichi pesanti.
Basso costo: grazie alla sua struttura semplice, è poco costoso da produrre e facile da riparare.
4. Manutenzione e limitazioni
A causa del contatto fisico nei motori CC con spazzole, durante l'uso si verificano alcuni problemi inevitabili:
Usura meccanica: poiché le spazzole e il commutatore sfregano costantemente l'uno contro l'altro, le spazzole si usurano nel tempo e richiedono una sostituzione regolare.
Scintille: l'attrito e la commutazione di corrente possono produrre piccole scintille all'interno, che richiedono particolare attenzione in ambienti infiammabili o esplosivi. Rumore di funzionamento: rispetto ai motori brushless, il rumore di attrito è leggermente più evidente.
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