الهيكل الأساسي ومبدأ العمل لمحرك عزم الدوران DC

تُستخدم محركات عزم الدوران DC على نطاق واسع في صناعات مثل التصنيع الميكانيكي والمنسوجات وصناعة الورق والمطاط والبلاستيك والأسلاك المعدنية وتصنيع الكابلات.

محرك عزم الدوران DC هو شكل خاص من محرك سيرفو DC، يستخدم في الغالب إثارة المغناطيس الدائم. متطلباتها الأساسية مشابهة لتلك الخاصة بمحركات سيرفو DC. من أجل تحقيق عزم دوران عالي وسرعة منخفضة، فقد تم تصميمها بشكل عام بهيكل مسطح. نسبة طول قلب عضو المحرك إلى قطره الخارجي صغيرة جدًا. لضمان التشغيل المستقر، يجب ألا يتجاوز عزم الدوران الناتج للمحرك الحد الأقصى لعزم دوران المماطلة، والمعروف أيضًا باسم عزم دوران المماطلة الأقصى. يُعرف تيار عضو الإنتاج المطابق لعزم دوران ذروة المماطلة بتيار المماطلة الذروة. إذا تجاوز تيار عضو الإنتاج ذروة تيار المماطلة، فسوف تتم إزالة مغنطة المحرك وسيتطلب إعادة مغنطة ليعمل بشكل طبيعي. لتقليل تقلبات عزم الدوران والسرعة، تم تصميم الجزء الثابت بأزواج متعددة من الأقطاب المغناطيسية، وتم تجهيز عضو الإنتاج بعدد أكبر من الفتحات وقطاعات المبدل والموصلات المتسلسلة. يمثل تموج عزم الدوران ΔM التباين في عزم الدوران الناتج في مواضع مختلفة من عضو الإنتاج.

تعتمد محركات عزم الدوران DC هيكلًا مسطحًا ذو تجويف داخلي كبير، وهو مفيد لتركيب المحرك مباشرة على عمود الحمل، مما يحسن صلابة اقتران النظام. يتيح ذلك للنظام الاستجابة بسرعة وتوسيع النطاق الترددي والعمل بشكل مستقر وتلبية متطلبات الأداء الديناميكي.

يعد ثابت المحرك KL مؤشرًا مهمًا لعزم دوران المحرك، حيث يمثل نسبة ذروة عزم دوران المماطلة إلى الجذر التربيعي لقدرة ذروة المماطلة المدخلة (kgf·cm/W1/2). لا يعكس KL كفاءة المحرك نفسه فحسب، بل يأخذ في الاعتبار أيضًا الطاقة التي يستهلكها المحرك.

يمكن تقسيم الهيكل العام لمحرك عزم الدوران DC إلى نوعين: معياري ومجمع. يتكون النوع المعياري من الجزء الثابت، وعضو الإنتاج، وحامل الفرشاة كمكونات رئيسية، مع قيام المستخدم باختيار الأجزاء الداعمة المتبقية وفقًا لمتطلبات التثبيت. النوع المجمع يشبه المحرك التقليدي، حيث يشكل المحرك وحدة واحدة مستقلة.

للتغلب على عيوب استخدام الفرش والمبدلات في محركات عزم الدوران التي تعمل بالتيار المستمر، تم تطوير محركات عزم الدوران بدون فرش في أواخر السبعينيات. يشبه مبدأ وهيكل محركات عزم الدوران DC بدون فرش محركات DC بدون فرش.