Alalisvoolumootor: erinevus redaktsioonide vahel

[[File:Ejs Open Source Direct Current Electrical Motor Model Java Applet ( DC Motor ) 80 degree split ring.gif|thumb|Harjadega alalisvoolumootor tekitab [[pöördemoment|pöördemomendi]] alalisvoolu toiteallikast saadava energiaga, kasutades vaheldamiseks mehaanilist [[kommutaator (elektrimasin)|kommutaator]]it ja püsimagnetite poolt tekistatudtekitatud staatori magnetvälja. Moment tekib Lorentzi jõu tõttu.

Kuna sellise lihtne ühefaasilise [[rootor (elektrotehnika)|rootor]]iga kahepooluselise mootori [[kommutaator (elektrimasin)|kommutaator]]il on ainult kaks lamelli, siis väli vaheldub iga poolpöörde ehk 180 kraadi järel.]]

Harjadega ehk [[kommutaator (elektrimasin)|kommutaator]]iga alalisvoolumasinalalisvoolumootor on [[kommutaatormasin]]a alaliik, mis on ettenähtudette nähtud tööks [[alalisvool]]uga. Sarnase ehituse ja tööpõhimõttega on ka [[vahelduvvool]]u kommutaatormasinad, mida kasutatakse laialdaselt elektrilistes tööriistades (mikserid, trellid jms). Mõned kommutaatormootorid võivad töötada mõlema vooluliigiga ja neid nimetatakse universaal-kommutaatormootoriteksuniversaalkommutaatormootoriteks.

*Elektriliseelektrilise ergutusega

**Sõltumatusõltumatu ergutusega (toidetakse eraldi allikast)

**Jadaergutusegajadaergutusega (ergutusmähised on ankrumähisega [[jadaühendus]]es)

**Rööpergutusegarööpergutusega (ergutusmähised on ankrumähisega [[rööpühendus]]es)

**Segaergutusegasegaergutusega (osad ergutusmähised on ankrumähisega [[jadaühendus]]es, osad [[rööpühendus]]es)

== AlalisvoolumasinateAlalisvoolumootorite matemaatilised alused ==

[[File:Ersatzschaltbild Gleichstrommaschine.svg|500px|right|thumb|Alalisvoolumasina (alalisvoolumootori)Alalisvoolumootori ankrumähise ja ergutusmähise (väljamähise) skeem.]]

Vastavalt [[OomiOhmi seadus|Ohmi seadusele]]ele kehtib ankruahela pingete kohta [[diferentsiaalvõrrand]]:

Konstantse pinge <math>U_A</math> ja ankruahela väikese takistuse <math>R_A</math> korral kui indutseeritav pinge (vastuelektromotoorjõud) <math>U_\mathrm{ind}</math> on väiksem kui <math>U_A</math> võime lihtsustatult väita, et konstantse pöördemomendi korral on pöörlemiskiirus n võrdeline ankrupingega.

Vahemikus <math> -U_\mathrm{nimi} < U_A < U_\mathrm{nimi} </math> on seega pöörlemiskiirus n juhitav ankrupingega. Praktikas pole vool konstantne, vaid sõltub mehaanilisest koormusest (vt. mehaanikaosa diferentsiaalvõrrand 4). Kuna nii mootor kui ka toiteallikas on piiratud võimsusega siis, tuleb voolu piirata väliste reguleerimisahelatega.

Juhul kui Kui <math> U_A = U_\mathrm{nimi} </math> ja <math> n= n_\mathrm{nimi} </math>, siis on mootor oma nimi tööpunktisnimitööpunktis. Tööpunktist ülespoole (suurema kiiruse suunas) on konstantse (maksimaalsel võimalikul väärtusel piiratud) ankrupinge <math>U_A</math> korral võimalik kiirust suurendada üksnes magnetvoo <math>\phi\,</math> nõrgendamisega.

Vastavalt Lorentz'iLorentzi jõule <math> M = k_1 \cdot \phi \cdot I_A </math> on pöördemoment võrdeline <math>\phi\,</math>'-ga ja järelikult väiksem.

:<math>i_A\,</math> – ankruvool,

:<math>u_A\,</math> – ankrupinge,

:<math>R_A\,</math> – ankrumähise takistus,

:<math>L_A\,</math> – ankrumähise induktiivsus,

:<math>u_E\,</math> – ergutuspinge,

:<math>i_E\ </math> – ergutusvool,

:<math>R_E\ </math> – ergutusmähise takistus,

:<math>L_E\,</math> – ergutusmähise induktiivsus,

:<math>N_E\,</math> –  ergutusmähiste arv,

:<math>\omega\,</math> – [[rootor (elektrimasin)|rootor]]i nurkkiirus,

:<math>u_\mathrm{ind}\ </math> – indutseeritav pinge (vastuelektromotoorjõud),

:<math>\psi_E\ </math> – ergutusvoog,

:<math>\phi\,</math> – magnetvoog [[õhupilu (elektrimasin)|õhupilu]]s,

:<math>n\,</math> – [[pöörlemiskiirus]],

:<math>M\,</math> – [[pöördemoment]],

:<math>k_1\,</math> ja <math>k_2\,</math> – [[masinakonstant (elektrimasin)|masinakonstandid]].

Mehaanikaosa [[diferentsiaalvõrrand]]id eeldusel, et ergutusahelat pole arvesse võetud, on järgmised:

:<math>J\,</math> – ankru [[inertsimoment]], mis sõltub ankru massijaotusest,

:<math>\alpha\,</math> – ankru [[pöördenurk]],

:<math>\omega\,</math> – ankru [[nurkkiirus]],

:<math>\tau _L\,</math> – mootori koormusmomentide summa (kaasaarvatud võlliga ühendatud koormus),

:<math>c_A\,</math> – [[masinakonstant (elektrimasin)|masinakonstant]].

Lihtsustatult saame võrrandid välja kirjutada järgnevaltjärgmiselt:

:<math>U_A\,</math>: – ankrupinge

:<math>U_E\,</math>: – ergutuspinge

:<math>U_q\,</math>: – indutseeritud pinge ehk vastuelektromotoorjõud

:<math>c</math>: – [[masinakonstant (elektrimasin)|masinakonstant]]

:<math>\Phi</math>: – põhivälja [[magnetvoog]]

Seejuures tuleb mainida, et kõik eeltoodud võrrandid kirjeldavad alalisvoolumasinatalalisvoolumootorit lihtsustatult, sest etei võta arvesse [[magneetimiskõver]]aid ega kirjelda [[kommutaator (elektrimasin)|kommutaator]]i tööd.

* [http://digi.physic.ut.ee/mypages/oppetoo/robotex//vahendid/files/Alalisvoolumootor.pdf Robotiehitamise juhis -– Alalisvoolumootoralalisvoolumootor]