มอเตอร์ไฟฟ้า DC คืออะไร?

มอเตอร์ไฟฟ้า DC เป็นอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงให้เป็นพลังงานกล ด้วยประสิทธิภาพการควบคุมความเร็วที่เสถียรและแรงบิดเริ่มต้นที่สูง จึงถูกนำไปใช้ในหลากหลายสาขา เช่น อุตสาหกรรม การขนส่ง และเครื่องใช้ในบ้าน หลักการทำงานหลักของมันอิงตามกฎมือซ้ายในการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า: เมื่อมีตัวนำที่มีการไหลของกระแสอยู่ในสนามแม่เหล็ก มันจะถูกแรงอัมแปร์กระทำเพื่อสร้างการเคลื่อนไหว ทำให้เกิดการแปลงพลังงาน

​

โครงสร้างของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ประกอบด้วยสี่ส่วนหลัก ได้แก่ สเตเตอร์ (stator), โรเตอร์ (rotor), คอมมิวเตเตอร์ (commutator) และแปรง (brush) สเตเตอร์เป็นส่วนที่ไม่เคลื่อนที่ของมอเตอร์ โดยปกติจะมีแม่เหล็กถาวรหรือขดลวดกระตุ้น ซึ่งมีหน้าที่ในการสร้างสนามแม่เหล็กคงที่; โรเตอร์ ซึ่งรู้จักกันในชื่อของอาร์มาเจอร์ (armature) ประกอบด้วยแกนเหล็กและขดลวดอาร์มาเจอร์ หลังจากที่ขดลวดได้รับพลังงาน มันจะกลายเป็นตัวนำที่มีการไหลของกระแสและหมุนภายใต้แรงในสนามแม่เหล็กของสเตเตอร์; คอมมิวเตเตอร์เป็นส่วนประกอบสำคัญของมอเตอร์ DC ซึ่งเชื่อมต่อกับขดลวดโรเตอร์และหมุนไปพร้อมกับโรเตอร์ แปรงจะถูกติดตั้งอยู่บนสเตเตอร์ รักษาการสัมผัสแบบเลื่อนกับคอมมิวเตเตอร์ และมีหน้าที่ในการนำกระแสจากแหล่งจ่ายไฟ DC ภายนอกเข้าสู่ขดลวดโรเตอร์ นอกจากนี้ยังเปลี่ยนทิศทางของกระแสในเวลาที่เหมาะสมระหว่างการหมุนของโรเตอร์เพื่อให้แน่ใจว่าโรเตอร์สามารถหมุนต่อไปในทิศทางเดียวกันได้

ตามวิธีการกระตุ้นที่แตกต่างกัน มอเตอร์กระแสตรงสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: มอเตอร์กระแสตรงแม่เหล็กถาวรและมอเตอร์กระแสตรงที่ถูกกระตุ้นมอเตอร์กระแสตรง. สนามแม่เหล็กของสเตเตอร์ในมอเตอร์ DC แบบแม่เหล็กถาวรได้รับการจัดทำโดยวัสดุแม่เหล็กถาวร (เช่น แม่เหล็กนีโอดิเมียม-เหล็ก-โบรอน) ซึ่งมีลักษณะโครงสร้างที่เรียบง่ายและขนาดเล็ก และมักใช้ในของเล่น พัดลมขนาดเล็ก และอุปกรณ์อื่น ๆ; สนามแม่เหล็กของสเตเตอร์ในมอเตอร์ DC ที่มีการกระตุ้นเกิดจากการจ่ายไฟให้กับขดลวดกระตุ้น ตามโหมดการเชื่อมต่อระหว่างขดลวดกระตุ้นและขดลวดโรเตอร์ สามารถแบ่งออกเป็นการกระตุ้นแบบอนุกรม การกระตุ้นแบบขนาน การกระตุ้นแบบผสม และประเภทอื่น ๆ มอเตอร์ประเภทนี้สามารถปรับเปลี่ยนความเข้มของสนามแม่เหล็กได้อย่างยืดหยุ่นโดยการปรับกระแสไฟกระตุ้น เพื่อให้สามารถควบคุมความเร็วได้อย่างแม่นยำมากขึ้น และมักใช้ในเครื่องมือกล ลิฟต์ และสถานการณ์อื่น ๆ ที่ต้องการการปรับความเร็ว

แม้ว่าการพัฒนาเทคโนโลยีการควบคุมมอเตอร์ AC จะทำให้การใช้งานมอเตอร์ DC ลดลงในบางสาขา แต่ยังคงมีความสำคัญด้วยข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่เป็นเอกลักษณ์ในสถานการณ์ที่ต้องการการควบคุมความเร็วที่มีความแม่นยำสูงและการเริ่มต้น-หยุดบ่อย เช่น รถยกไฟฟ้าและระบบเซอร์โว