โหมดการกระตุ้นทั่วไปของมอเตอร์ DC มีอะไรบ้าง และคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพของมอเตอร์ภายใต้โหมดการกระตุ้นที่แตกต่างกันคืออะไร

โหมดการกระตุ้นของมอเตอร์กระแสตรงเป็นตัวกำหนดแหล่งกำเนิดสนามแม่เหล็กและลักษณะการทำงานของมอเตอร์โดยตรง การจำแนกประเภทของโหมดการกระตุ้นต่างๆ และลักษณะการทำงานของโหมดเหล่านี้ให้ชัดเจนเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจว่ามอเตอร์ปรับตัวเข้ากับสภาพการทำงานที่แตกต่างกันอย่างไร และยังเป็นพื้นฐานสำคัญสำหรับการเลือกใช้ในการใช้งานจริงอีกด้วย

โหมดการกระตุ้นของมอเตอร์กระแสตรงส่วนใหญ่แบ่งตามความสัมพันธ์ในการเชื่อมต่อระหว่างขดลวดสนามและขดลวดอาร์เมเจอร์ ประเภทที่พบบ่อย ได้แก่ แบบกระตุ้นแยกกัน แบบกระตุ้นแยกกัน แบบกระตุ้นอนุกรม และแบบกระตุ้นผสม โดยแต่ละประเภทมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในด้านประสิทธิภาพการทำงาน:

ประการแรก มอเตอร์กระแสตรงแบบแยกการกระตุ้น ขดลวดสนามแม่เหล็กของมอเตอร์นี้เป็นอิสระจากขดลวดอาร์เมเจอร์โดยสิ้นเชิง กระแสสนามแม่เหล็กนี้จ่ายจากแหล่งจ่ายไฟกระแสตรงภายนอกอิสระ และไม่เกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้าของอาร์เมเจอร์หรือกระแสไฟฟ้าของอาร์เมเจอร์ ในแง่ของประสิทธิภาพ ฟลักซ์แม่เหล็กหลักของมอเตอร์แบบแยกการกระตุ้นมีเสถียรภาพและไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของกระแสอาร์เมเจอร์ ดังนั้น ความเสถียรของความเร็วจึงสูง และแม้ว่าโหลดจะผันผวน แต่การเปลี่ยนแปลงความเร็วก็น้อย ในขณะเดียวกัน การเพิ่มความเร็วสนามแม่เหล็กที่อ่อนสามารถทำได้โดยการปรับกระแสสนามแม่เหล็กอย่างอิสระ หรือการปรับแรงดันไฟฟ้าของอาร์เมเจอร์เพื่อควบคุมความเร็วให้ต่ำกว่าความเร็วที่กำหนดอย่างราบรื่น ส่งผลให้มีช่วงการควบคุมความเร็วที่กว้างและมีความแม่นยำสูง อย่างไรก็ตาม มอเตอร์ประเภทนี้จำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายไฟกระตุ้นอิสระเพิ่มเติม ซึ่งทำให้ต้นทุนอุปกรณ์ค่อนข้างสูง เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่มีข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับความเสถียรของความเร็วและความแม่นยำในการควบคุมความเร็ว เช่น การขับเคลื่อนแกนหมุนของเครื่องมือกลความแม่นยำสูงและเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงแบบปรับความเร็วรอบ

ประการที่สอง มอเตอร์กระแสตรงแบบแยกส่วน (Shunt-ตื่นเต้น) ขดลวดสนามแม่เหล็กเชื่อมต่อแบบขนานกับขดลวดอาร์เมเจอร์บนแหล่งจ่ายไฟกระแสตรงเดียวกัน กระแสสนามแม่เหล็กถูกกำหนดโดยแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟและไม่มีความสัมพันธ์กับกระแสอาร์เมเจอร์ ประสิทธิภาพการทำงานใกล้เคียงกับมอเตอร์แบบแยกส่วน ฟลักซ์แม่เหล็กหลักค่อนข้างเสถียร ความเร็วจะได้รับผลกระทบจากโหลดน้อยกว่า และลักษณะการทำงานมีเสถียรภาพ นอกจากนี้ ไม่จำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายไฟแบบแยกส่วน ดังนั้นโครงสร้างอุปกรณ์จึงเรียบง่ายกว่าและต้นทุนต่ำกว่ามอเตอร์แบบแยกส่วน อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าหากขดลวดชันท์ถูกตัดการเชื่อมต่ออย่างกะทันหัน ฟลักซ์แม่เหล็กหลักจะลดลงอย่างรวดเร็ว และความเร็วของอาร์เมเจอร์จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ก่อให้เกิดอุบัติเหตุแบบ “ควบคุมไม่ได้” ดังนั้น ในการใช้งานจริงจึงจำเป็นต้องติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันวงจรสนามแม่เหล็ก มอเตอร์แบบแยกส่วนเหมาะสำหรับสถานการณ์ที่การเปลี่ยนแปลงของโหลดมีน้อยและมีข้อกำหนดบางประการสำหรับเสถียรภาพความเร็ว เช่น การขับเคลื่อนของปั๊มน้ำ พัดลม และสายพานลำเลียง

ประการที่สาม มอเตอร์กระแสตรงแบบอนุกรม-กระตุ้น ขดลวดสนามแม่เหล็กเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับขดลวดอาร์เมเจอร์ ดังนั้นกระแสสนามแม่เหล็กจึงเท่ากับกระแสอาร์เมเจอร์ ฟลักซ์แม่เหล็กหลักของมอเตอร์ประเภทนี้เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญตามกระแสอาร์เมเจอร์ (โหลด): เมื่อโหลดเพิ่มขึ้น กระแสอาร์เมเจอร์จะเพิ่มขึ้น ฟลักซ์แม่เหล็กหลักจะแข็งแกร่งขึ้น และความเร็วจะลดลงอย่างรวดเร็ว เมื่อโหลดลดลง กระแสอาร์เมเจอร์จะลดลง ฟลักซ์แม่เหล็กหลักจะอ่อนลง และความเร็วจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก นี่คือลักษณะของ "ความเร็วสูงที่โหลดเบาและความเร็วต่ำที่โหลดหนัก" ในขณะเดียวกัน เมื่อมอเตอร์แบบอนุกรม-กระตุ้นเริ่มทำงาน กระแสอาร์เมเจอร์จะสูงและฟลักซ์แม่เหล็กหลักจะแรง จึงมีแรงบิดเริ่มต้นสูงและเหมาะสำหรับการสตาร์ทที่โหลดหนัก อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความผันผวนของความเร็วอย่างรุนแรงตามโหลดและแนวโน้ม "การวิ่งหนี" ที่โหลดเบา มอเตอร์แบบอนุกรม-กระตุ้นจึงไม่เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ต้องการความเสถียรของความเร็วสูง ส่วนใหญ่ใช้ในอุปกรณ์ที่ต้องใช้แรงบิดเริ่มต้นสูงและยอมให้ความเร็วผันผวน เช่น มอเตอร์ลากของยานยนต์ไฟฟ้า กลไกการยกของเครน และเครื่องมือไฟฟ้า

ประการที่สี่ มอเตอร์กระแสตรงแบบกระตุ้นผสม มอเตอร์ประเภทนี้มีทั้งแบบขดลวดชันท์และแบบอนุกรม ฟลักซ์แม่เหล็กหลักจะถูกปรับโดยการซ้อนทับแรงแม่เหล็กของขดลวดทั้งสอง แบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ การกระตุ้นผสมแบบสะสม (แรงแม่เหล็กของขดลวดอนุกรมจะอยู่ในทิศทางเดียวกันกับขดลวดชันท์) และการกระตุ้นผสมแบบดิฟเฟอเรนเชียล (ทิศทางตรงข้ามกัน) ในบรรดามอเตอร์เหล่านี้ มอเตอร์แบบกระตุ้นผสมแบบสะสมเป็นที่นิยมใช้กันอย่างกว้างขวางกว่า ฟลักซ์แม่เหล็กหลักถูกกำหนดโดยขดลวดชันท์เป็นหลัก (เพื่อให้มั่นใจถึงเสถียรภาพของความเร็วพื้นฐาน) และขดลวดอนุกรมสามารถเพิ่มฟลักซ์แม่เหล็กหลักเมื่อโหลดเพิ่มขึ้น ซึ่งจะช่วยเพิ่มแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้า มอเตอร์ชนิดนี้ผสานข้อดีของมอเตอร์แบบกระตุ้นผสม (ความเร็วคงที่) และมอเตอร์แบบกระตุ้นผสม (แรงบิดเริ่มต้นสูง) ช่วงการเปลี่ยนแปลงความเร็วเมื่อโหลดอยู่ระหว่างช่วงของมอเตอร์แบบกระตุ้นผสมและมอเตอร์แบบกระตุ้นผสม เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ภาระมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากและต้องการทั้งความเร็วคงที่และแรงบิดเริ่มต้นสูง เช่น ระบบขับเคลื่อนเรือและระบบขับเคลื่อนของคอมเพรสเซอร์ขนาดใหญ่ สำหรับมอเตอร์แบบ Differential Compound-Excited Motor เมื่อภาระเพิ่มขึ้น ฟลักซ์แม่เหล็กหลักจะอ่อนลงและความเร็วจะเพิ่มขึ้นแทน ส่งผลให้เสถียรภาพในการทำงานต่ำ จึงไม่ค่อยได้ใช้ในงานจริง

เรื่องก่อนหน้า

ส่วนประกอบใดของมอเตอร์ DC ที่ต้องใส่ใจเป็นพิเศษในการสึกหรอและการบำรุงรักษาในสถานการณ์เริ่ม-หยุดบ่อยครั้ง

เรื่องถัดไป

เหตุใดมอเตอร์กระแสสลับสามเฟสจึงถูกใช้แพร่หลายในอุตสาหกรรมมากกว่ามอเตอร์กระแสสลับเฟสเดียว?