DC motor, hoe werkt het?

DC motor, hoe werkt het?

Een gelijkstroommotor is een motor waarin elektrische energie afkomstig van een gelijkstroom wordt omgezet in mechanische energie. 

De eerste gelijkstroom motor, in het Engels ook wel Direct Current (DC) motor genoemd, was rond de jaren 30-40 van de 19e eeuw ontwikkeld. Deze was echter commercieel onsuccesvol, doordat ze liepen op batterijen terwijl batterijen in die tijd nog duur waren en van slechte kwaliteit. Toen het elektriciteitsnetwerk werd aangelegd aan het einde van de 19e eeuw en er mogelijkheden werden bedacht om oplaadbare batterijen te maken, werden de eerste commerciële gelijkstroommotoren op de markt gebracht. Ook al verbeterde dit type motoren continu, werden er ook andere type motoren ontwikkeld zoals de BLDC motor. Hierdoor wordt de gelijkstroommotor niet overal meer voor gebruikt. Een aantal voorbeelden van hun huidige gebruik zijn:

De stator en rotor zoals gebruikt in een boormachine
  • Hijskranen
  • Lucht compressoren
  • Pompen
  • Speelgoed
  • Startmotoren in auto’s
  • Transportbanen
  • Ventilatoren
 
HOE EEN GELIJKSTROOMMOTOR NU ECHT WERKT

Er zijn vier verschillende type gelijkstroommotoren, namelijk:

  • Permanent Magnet DC motor
  • Series motor
  • Shunt motor
  • Compound motor

Het principe van de werking is in alle vier de gevallen grofweg hetzelfde. Een gelijkstroommotor bestaat namelijk altijd uit twee hoofdonderdelen: een rotor en een stator. dddd

De rotor, oftewel de ‘armatuur’, zit aan de binnenkant van de motor, terwijl de stator aan de buitenkant zit. Op de rotor bevinden zich de spoelwikkelingen die onder spanning staan van de gelijkstroom, en op de stator bevinden zich óf permanente magneten óf elektromagnetische spoelen. Wanneer de motor is aangesloten op gelijkstroom, wordt er zo een magnetisch veld ontwikkeld in de stator waardoor de rotor aan een kant wordt aangetrokken en aan de andere kant wordt afgestoten. Dit zorgt op zijn beurt voor de draaiing van de rotor.

De commutator, ook wel collector genoemd, zorgt ervoor dat de rotatie aanhoudt. Wanneer de rotor immers in lijn komt te staan met de magnetische krachten in de stator, zou deze niet meer uit zichzelf verder draaien. De commutator zorgt er in dat geval voor dat de richting van de stroom, en daarmee de richting van het magnetische veld, omdraait. Op deze manier kan de rotor blijven draaien zolang als de motor is aangesloten op een energiebron. Deze werking is tevens schematisch weergegeven aan de rechterkant van deze pagina.