الکتروموتور DC یا موتور جریان مستقیم، یک ماشین الکتریکی است که انرژی الکتریکی جریان مستقیم (DC) را به انرژی مکانیکی چرخشی تبدیل می‌کند.
اجزای اصلی الکتروموتور DC
الکتروموتورهای DC به طور کلی از سه بخش اصلی تشکیل شده‌اند:
روتور (آرمیچر):
بخش گردان موتور است.
شامل هسته‌ای است که سیم‌پیچ‌هایی به دور آن پیچیده شده‌اند.
استاتور (سیم‌پیچ میدان):
بخش ثابت موتور است.
وظیفه آن ایجاد میدان مغناطیسی ثابت است. این میدان می‌تواند توسط آهنربای دائم یا سیم‌پیچ‌های تحریک (میدان) ایجاد شود.
جاروبک و کموتاتور:
کموتاتور (کلکتور): یک ساختار استوانه‌ای متشکل از بخش‌های مسی عایق‌شده است که وظیفه آن تغییر جهت جریان در سیم‌پیچ‌های آرمیچر به صورت دوره‌ای است.
جاروبک‌ها (برس‌ها): قطعاتی معمولاً از جنس کربن و گرافیت هستند که وظیفه انتقال جریان الکتریکی از منبع خارجی به کموتاتور و در نهایت به آرمیچر را بر عهده دارند.
نکته: الکتروموتورهای DC بدون جاروبک (Brushless DC - BLDC) به جای کموتاتور و جاروبک از یک مکانیزم الکترونیکی برای سوئیچ کردن جریان استفاده می‌کنند.
نحوه عملکرد
با اعمال جریان مستقیم به سیم‌پیچ‌های میدان در استاتور، میدان مغناطیسی ثابت ایجاد می‌شود.
سپس جریان مستقیم از طریق جاروبک‌ها به کموتاتور و از آنجا به سیم‌پیچ‌های آرمیچر اعمال می‌شود.
سیم‌پیچ‌های آرمیچر که حامل جریان هستند، در میدان مغناطیسی استاتور قرار می‌گیرند. بر اساس قانون نیروی لورنتس (Lorentz Force Law)، برهم‌کنش میدان مغناطیسی استاتور و میدان مغناطیسی آرمیچر باعث ایجاد نیروی چرخشی (گشتاور) در آرمیچر می‌شود.
همانطور که آرمیچر می‌چرخد، کموتاتور به طور مداوم جهت جریان در سیم‌پیچ‌های آرمیچر را تغییر می‌دهد، که این امر باعث می‌شود جهت نیروی چرخشی همواره در یک راستا باقی بماند و چرخش موتور به صورت پیوسته ادامه یابد.
مزایای کلیدی
گشتاور راه‌اندازی بالا: بسیاری از انواع موتورهای DC، به ویژه نوع سری، دارای گشتاور راه‌اندازی بالایی هستند.
کنترل سرعت آسان: سرعت موتور DC را می‌توان به راحتی با تغییر ولتاژ تغذیه یا تغییر جریان سیم‌پیچ‌های میدان کنترل کرد.
پاسخ دینامیکی سریع: قابلیت پاسخ سریع به تغییرات.
کاربردها
الکتروموتورهای DC در طیف گسترده‌ای از کاربردها، از تجهیزات کوچک تا ماشین‌آلات صنعتی بزرگ استفاده می‌شوند:
ابزارآلات برقی: مته‌ها، اره‌ها و غیره.
لوازم خانگی: فن‌ها، اسباب‌بازی‌ها.
خودروها: خودروهای الکتریکی، برف پاک‌کن‌ها، شیشه‌های برقی.
صنعتی: آسانسورها، بالابرها، رباتیک، نوار نقاله‌ها و ماشین‌آلات تولید لوله و فولاد.
