يتم تصنيف الأنواع الثلاثة الرئيسية لمحركات التيار المستمر بناءً على طريقة إثارتها (أي توليد المجال المغناطيسي للجزء الثابت)، وهي: محرك تيار مستمر مثار بشكل منفصل، ومحرك تيار مستمر مثار بشكل موازٍ، ومحرك تيار مستمر مثار على التوالي.
إن لديهم اختلافات كبيرة في البنية والخصائص وسيناريوهات التطبيق، على النحو التالي:
1. محرك تيار مستمر مُثار منفصل
المبدأ الأساسي
يتم تشغيل ملفات الإثارة الخاصة بالجزء الثابت (الملف الذي يولد المجال المغناطيسي) بواسطة مصدر طاقة تيار مستمر مستقل، وهو مختلف عن ملفات المحرك الخاصة بالدوار (الملف الذي يولد عزم الدوران الكهرومغناطيسي).
دوائر الاثنين منفصلة عن بعضها البعض ولا تتداخل مع بعضها البعض.
الميزات الرئيسية
دقة التحكم العالية: يمكن تعديل تيار الإثارة وتيار المحرك بشكل مستقل، وبالتالي فإن التحكم في السرعة وعزم الدوران دقيق للغاية.
نطاق سرعة واسع: من خلال ضبط تيار الإثارة، يمكن تحقيق نطاق واسع من تنظيم السرعة أعلى أو أقل من السرعة المقدرة.
التكلفة العالية: بسبب الحاجة إلى مصدر طاقة إثارة مستقل إضافي، تكون تكلفة المعدات الأولية وتعقيد الدائرة أعلى.
التطبيقات النموذجية
مناسب للسيناريوهات التي تتطلب دقة تحكم عالية، مثل:
أدوات الآلات الصناعية (المخرطات، وآلات الطحن، وما إلى ذلك)
نظام سيرفو الروبوت
نظام التحكم في الجر في المركبات الكهربائية
2. محرك تيار مستمر ملفوف بشكل تحويلة
المبدأ الأساسي
يتم توصيل لفائف الإثارة الخاصة بالجزء الثابت بالتوازي مع لفائف المحرك الخاصة بالدوار، ويتقاسمان نفس مصدر الطاقة المستمر.
إن مقاومة ملف الإثارة عالية، وبالتالي فإن تيار الإثارة المتدفق من خلاله صغير ومستقر.
الميزات الرئيسية
سرعة مستقرة: عندما يتغير الحمل، يكون تقلب السرعة ضئيلاً ويظل ثابتًا تقريبًا (نظرًا لأن تيار الإثارة لا يتأثر بالحمل، فإن قوة المجال المغناطيسي مستقرة).
عزم الدوران المعتدل: عزم الدوران المبدئي معتدل، ومناسب للمعدات التي تعمل بسلاسة، وغير مناسب لبدء تشغيل الأحمال الثقيلة.
هيكل بسيط: لا حاجة لمصدر طاقة الإثارة المستقل، وسهولة الصيانة، وتكلفة أقل من محركات الإثارة الأخرى.
التطبيقات النموذجية
مناسب للأجهزة التي تتطلب سرعة دوران ثابتة، مثل:
مضخة مياه طرد مركزي، مروحة تهوية
حزام ناقل، ضاغط
آلات الطباعة، آلات النسيج
3. سلسلة محرك التيار المستمر
المبدأ الأساسي
يتم توصيل لفائف الإثارة الخاصة بالجزء الثابت على التوالي مع لفائف المحرك الخاصة بالدوار، ويتدفق نفس التيار عبر كل من لفائف الإثارة ولفائف المحرك، وبالتالي فإن قوة المجال المغناطيسي تتناسب طرديًا مع تيار المحرك.
الميزات الرئيسية
عزم بدء مرتفع للغاية: عند بدء التشغيل، يكون تيار المحرك في أقصى حد له ويكون المجال المغناطيسي هو الأقوى، مما يمكن أن يولد عزم بدء يتجاوز بكثير عزم أنواع أخرى من محركات التيار المستمر.
تتغير السرعة بشكل كبير مع الحمل: عندما يتم تقليل الحمل، ستزداد السرعة بشكل حاد (وقد تتسبب حتى في تلف المحرك بسبب "الطيران")؛
عندما يزيد الحمل، تنخفض السرعة بشكل ملحوظ.
هيكل قوي: يتميز ملف الإثارة بمقاومة منخفضة، وعدد قليل من الدورات، وهيكل بسيط ومتين، ومناسب لظروف العمل القاسية.
التطبيقات النموذجية
مناسب للمعدات الثقيلة التي تتطلب عزم دوران بدء مفرط، مثل:
القاطرات الكهربائية والترام
رافعة، ونش
محرك بدء تشغيل محرك الاحتراق الداخلي (مثل محرك بدء تشغيل السيارة)