كل ما يخص محركات التيار المستمر (DC Motors) تركيبها وفكرة عملها وانواعها واستخداماتها

المصادر:
1- www.electrical...
2- spiroprojects.c...
3- www.motioncont...
www.electrical...
4 www.motioncont...
5-www.motioncont...
6- cnx.org/conten...
dc motors بتعتبر منتشرة جدا في حياتنا اليومية فهنلاحظ انها بتدخل في حاجات كتير بداية من العاب الاطفال و الاجهزة الصغيرة وصولاً لدخولها في الالات الصناعية و السيارات الكهربية.
فال dc motor هو عبارة عن الة كهربية بتعمل على تحويل الطاقة الكهربية الى طاقة ميكانيكية عن طريق تمرير تيار مستمر dc currentبوجود مجال مغناطيسي ثابت.
و من اشهر انواع ال dc motorهو brushed dc motor وbrushless dc motor و لكن بما ان brushed dc motor هو الاكثر شهرة واستخداما وده بسبب كثرة تطبيقاته و سهولة استخدامه و سهولة التحكم في سرعته و عزم دورانه وده تحديدا النوع اللي احنا هنشرحه النهارده.
و dc motor زيه زي نوع من انواع المواتير بيتكون من عضو ثابت stator و عضو دوار rotor بالإضافة للفرش brushes وcommutator خلينا نشرح كل جزء منهم بالتفصيل.
1)العضو الثابت(stator): وهي عبارة عن أقطاب مغناطيسية North Pole (N) وSouth Pole (S) يفصل بينهما مسافة معينة والأقطاب المغناطيسية قد تنشأ من مغناطيس دائم (Permanent Magnet) أو مغناطيس كهربائي (Electromagnetic)
2)العضو الدوار (rotor):
وهي عبارة عن عضو الإنتاج armature ملفوف بأسلاك موجودة بين الأقطاب المغناطيسية و الموصل بالمبادل اللي هو commutator واللي بيمر فيه التيار DC اللي جاي من المصدر عن طريق الفرش brushes.
وعلشان نفهم اكتر dc motor فخلينا نوضح فكرة عمله.
فبيستخدم dc motor قاعدة فيلمنج لليد اليسري زي ما هو موضح قدامنا في الصورة.
وبما اننا بينتكلم عن موتور تيار مستمر فبالتالي اتجاه المجال المغناطيسي ثابت و خطوط المجال المغناطيسي بتمر من القطب الشمالي North Pole باتجاه القطب الجنوبي South Pole.
واتجاه التيار هيكون اما لداخل الموتور او يكون خارج منه و بتطبيق قاعدة فيلمنج لليد اليسرى فهيستخدم اصبع السبابة في تحديد اتجاه المجال المغناطيسي و هيستخدم الاصبع الاوسط في اليد اليسرى لتحديد اتجاه التيار سواء كان داخل الى الموتور او خارج منه فبعد تحديد اتجاه المجال المغناطيسي و اتجاه التيار من خلال قاعدة فيلمنج لليد اليسرى فهيكون الاتجاه اللي بيتجه ليه اصبع الابهام هو اتجاه القوة او اتجاه حركة الموتور.
فلما بيمر تيار بالموصل مع وجود مجال مغناطيسي و طبقا لقاعدة فيلمنج لليد اليسرى فيهتولد قوتين قوى عند دخول التيار للموتور باتجاه معين و القوى عند خروج التيار منه من الاتجاه المعاكس لاتجاه القوى الاولى الناتجة من دخول التيارللموتور و من القوتين دول هينتج حركة دورانية هتتحدد قيمتها من خلال العلاقة: F=I(L×B)
حيث ان F هي القوى الناتجة اللي عن طريقها هيتم انشاء عزم الدوران اللي هيتحرك بيه الموتور
I هو التيار المار بالموتور في armature coil.
L هو طول السلك اللي هيمر بيه التيار
B هو المجال المغناطيسي
و لكن في نقطة مهمة جدا و هي ان لو كانت القوتين المتولدتين متعاكستين و في خط عامودي واحد و بالتالي فالقوتين هيلاشوا بعض و الموتور مش هيدور و هيقف وهنا بيجي دور commutator او المبادل و هو واحد من اهم مكونات dc motor و بتتمثل اهميته في اسمه فهو بيقول بتبديل اتجاه التيار للطرفين كل 180 درجة و زي ما وضحنا في قعدة فيلمنج لليد اليسرى فلما يتم تبديل اتجاه التياربالتالي تبديل اتجاه القوى علشان يستمر دوران الموتور.
و دي كانت فكرة عمل dc motor و تركيبه نيجي بقى لانواع DC Motorوالانواع بتاعته بتختلف طبقا لنوع excitation اللي بيحصل فيه فزي ما هو واضح قدامنا في 3 انواع رئيسية و هما Permanent magnet و separately excited و self excited و ال self excited ده بينقسم لثلاث انواع فرعية فخلينا ناخد brief سريع عن كل نوع من انواع dc motor.
فهنبدأ بأول نوع من انواع DC Motor وهي Permanent magnet dc motor او المغناطيس الدائم و ال circuit diagram بتاعته زي ما احنا شايفينها قدامنا و هو ابسط انواع DC Motor و بيتميز بأنه بيولد مجال مغناطيسي دائم و لا بحتاج لاي وسيط على عكس باقي الانواع.
اما تاني نوع فهو separately excited dc motor وال circuit diagram بتاعته زي ما احنا شايفينها قدامنا والنوع ده بيشبه permanent magnet ولكن الفرق ما بينهم هو ان في separately excited بيتم توليد المجال المغناطيسي عن طريق مرور التيار المستمر في ملفات العضو الثابت وبالتالي excitation current او تيار الاستثارة بيكون منفصل تماما عن تيار المصدر الرئيسي المغذي لملفات العضو الدوار.
اما النوع الثالث من انواع DC Motor هو self excited dc motor و في النوع ده من dc motor بتم الاستثارة عن طريق المصدر الرئيسي المغذي للعضو الدوار و بالتالي فملفات العضو الثابت و العضو الدوار ليهم مصدر تغذية واحد و ده عكس النوع اللي قبله اللي هو separately excited dc motor و اللي كان فيه بيتم تغذية ملفات العضو الثابت بتيار تاني غير تيار المصدر الرئيسي.
و النوع ده بينقسم لثلاث اقسام و الاختلاف ما بينهم بيكون في طريقة التوصيل و الانواع دي هما series dc motor وshunt dc motor وcompound dc motor.
اما بالنسبة لاستخدام فال dc motor بيستخدم في الاسانسيرات والات الجر الكهربي والات الخياطة والسيارات الكهربية والمكنسة الكهربية وغيرها كتير من التطبيقات.