Silniki prądu stałego DC

Jak działa silnik prądu stałego? Budowa i zasada działania

Klasyczny silnik szczotkowy DC charakteryzuje się stosunkowo prostą budową. Jego sercem jest stojan (część nieruchoma), który może być wykonany z magnesów trwałych lub posiadać uzwojenie elektromagnesu. Wewnątrz stojana obraca się wirnik, na którym nawinięte jest zazwyczaj miedziany uzwojenie (uzwojenia wirnika).

Najważniejszym elementem tej konstrukcji jest komutator oraz współpracujące z nim szczotki. To one doprowadzają napięcie do wirującego elementu. Przepływ prądu przez uzwojenie w polu magnetycznym powoduje powstanie siły elektrodynamicznej. Dzięki odpowiedniemu układowi linii sił pola magnetycznego i cyklicznemu przełączaniu styków przez komutator, silnik generuje ciągły moment, który zaczyna obracać wałem. Ta konwersja energii jest podstawą działania tysięcy urządzeń wokół nas.

Warto jednak pamiętać, że technologia idzie naprzód. Obok tradycyjnych rozwiązań, coraz częściej spotykamy silniki bezszczotkowe (BLDC), gdzie komutację mechaniczną zastąpił elektroniczny sterownik. Eliminuje to iskrzenie na szczotkach i zwiększa trwałość, co jest istotne w układach pracujących w trybie ciągłym.

Silnik DC z przekładnią 

Sam silnik elektryczny zazwyczaj kręci się bardzo szybko, ale generuje stosunkowo niewielki moment siły. W wielu aplikacjach potrzebujemy wolniejszego ruchu, ale ogromnej siły uciągu. Tutaj z pomocą przychodzi przekładnia.

Silnik DC z przekładnią, często nazywany motoreduktorem, to zintegrowany zespół napędowy. Przekładnia mechaniczna redukuje prędkość obrotową wału wyjściowego, jednocześnie wielokrotnie zwiększając moment obrotowy. W zależności od potrzeb, w naszej ofercie znajdziesz różne rozwiązania:

Silnik z przekładnią planetarną - przekładnie planetarne charakteryzują się tym, że mogą przenosić bardzo duże obciążenia przy zachowaniu małych gabarytów. Są idealne w robotyce, gdzie miejsce jest ograniczone, a robot musi mieć dużo siły.

Silnik z przekładnią ślimakową - taka przekładnia pozwala na zmianę osi obrotu o 90 stopni i posiada cechę samohamowności (wał nie obraca się pod obciążeniem, gdy silnik nie ma zasilania).

Klasyczna przekładnia zębata - prosta, tania i skuteczna w wielu zastosowaniach.

Zasilanie i sterowanie 

Jedną z największych zalet silników prądu stałego jest łatwość sterowania. W najprostszym przypadku, silnik zmienia prędkość proporcjonalnie do napięcia zasilania. Zwiększając napięcie - urządzenie przyspiesza, zmniejszając - zwalnia. Aby uzyskać zmianę kierunku obrotów, wystarczy odwrócić polaryzację.

W profesjonalnych zastosowaniach stawia się jednak na bardziej zaawansowane metody. Sterownik silnika DC wykorzystuje sygnał PWM (modulacja szerokości impulsu). Dzięki temu możemy płynnie sterować prędkością bez utraty momentu przy niskich obrotach. Dla maszyn wymagających precyzji, niezbędny będzie enkoder. Jest to czujnik montowany na wale (często na tylnej osi silnika), który zlicza impulsy przy każdym obrocie. Dzięki temu regulator wie dokładnie, w jakiej pozycji znajduje się wał i z jaką prędkością się porusza. Taki układ zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego jest standardem w automatyce przemysłowej oraz w zaawansowanych robotach, takich jak ramiona robotyczne czy platformy mobilne.

Ważnym aspektem jest dobór źródła energii. Każdy silnik ma określone parametry znamionowe. Popularny standard to 12V, często stosowany w mniejszych urządzeniach i motoryzacji, ale w przemyśle dominują wyższe napięcia (24V, 48V i więcej). Pamiętaj, że zasilacz musi mieć odpowiednią wydajność prądową - silnik przy rozruchu lub dużym obciążeniu charakteryzuje się skokiem w poborze prądu.

Zastosowania silników DC

Uniwersalność, jaką oferuje silnik prądu stałego, sprawia, że lista jego zastosowań jest niemal nieskończona. Oto gdzie najczęściej spotkasz nasze produkty:

Robotyka i hobby, gdzie małe silniki, często z przekładnią, napędzają koła robotów mobilnych. Hobbystów często interesuje asortyment podobny do tego, co oferuje sklep Botland, jednak u nas znajdziesz również wersje wzmocnione do zastosowań profesjonalnych.

Automatyka domowa, taka jak napędy do rolet, bram garażowych, zamków elektronicznych. Tam często stosuje się silnik szczotkowy DC ze względu na niską cenę i prostotę sterowania.

Urządzenia AGD, takie jak Miksery, odkurzacze, maszynki. Wszędzie tam, gdzie silnik musi być wydajny i kompaktowy.

Przemysł, a dokładniej linie transportowe, podajniki, dozowniki. W tych aplikacjach najistotniejszy jest wysoki moment obrotowy i niezawodność, dlatego często wybiera się silnik DC z przekładnią renomowanych marek jak Siemens czy Mitsubishi.

Na co zwrócić uwagę przy wyborze?

Decydując się na konkretny model silnika, przeanalizuj następujące parametry:

Napięcie - czy Twój układ dysponuje napięciem 12V, 24V czy innym napięciem stałym?

Prędkość obrotowa - ile obrotów na minutę potrzebujesz na wyjściu? Pamiętaj, że przekładnia zmniejsza prędkość, ale zwiększa siłę.

Moment obrotowy -to najważniejszy parametr. Określa, czy silnik "da radę" udźwignąć ciężar lub pokonać opór maszyny.

Gabaryty - czy silnik zmieści się w obudowie Twojego urządzenia?

Typ silnika - czy potrzebujesz prostego silnika szczotkowego, czy może precyzyjnego silnika krokowego lub wydajnego BLDC? Typy silników różnią się charakterystyką pracy i wymaganiami co do sterowania.

Dlaczego warto wybrać naszą ofertę?

Jako specjaliści w dziedzinie techniki napędowej, oferujemy nie tylko szeroki wybór produktów, ale i wiedzę techniczną. Rozumiemy, że silnik to serce maszyny. Jeśli szukasz napędu do małego projektu takich jak roboty edukacyjne, znajdziesz u nas ekonomiczne jednostki. Jeśli jednak Twoja aplikacja to linia produkcyjna pracująca 24/7, zaproponujemy Ci przemysłowy silnik DC z wytrzymałą przekładnią, odporny na trudne warunki pracy.

Oferujemy silniki z różnymi rodzajami magnesów (ferrytowe, neodymowe - silny magnes to większa sprawność), a także dedykowane akcesoria, takie jak uchwyty, sprzęgła i sterowniki. Nasz magazyn części zamiennych pozwala na szybką reakcję w przypadku awarii. Pamiętaj, że dobrze dobrany napędowy układ to gwarancja spokoju. Silnik prądu stałego z naszej oferty zapewni Twoim urządzeniom stabilną pracę, niezależnie od zasilania czy obciążenia. Sprawdź dostępne modele, dobierz odpowiednią przekładnię i wpraw swój projekt w ruch!

W razie wątpliwości, jak dobrać sterowanie prędkością lub jak obliczyć wymagany moment przy danym poborze mocy - nasz zespół inżynierów służy pomocą. Zapraszamy do zakupów w sklepie internetowym PLE Service, gdzie prąd stały zamienia się w korzyść dla Twojego biznesu.