Spis treści:
Silnik DC to komponent, którego zadaniem jest przekształcenie energii elektrycznej na ruch. Jak działają produkty tego typu i do czego służą?
Silnik DC – co to jest?
Urządzenia elektryczne i elektroniczne mogą korzystać z silników różnego rodzaju – jednym z najpopularniejszych wariantów są silniki DC, napędzane prądem stałym (ang. DC – Direct Current). Ich działanie opiera się na konwersji energii elektrycznej w siłę mechaniczną, co zazwyczaj odbywa się przez wykorzystanie pola magnetycznego generowanego w wyniku przepływu prądu stałego przez cewkę. Prędkość silnika może być dostosowana przez zmianę napięcia wejściowego lub natężenia pola magnetycznego. Układy tego typu są szeroko wykorzystywane w elektronice – można je znaleźć m.in. w zabawkach, robotach, a nawet urządzeniach AGD.
Silniki DC są dostępne w wielu wariantach, które różnią się pod względem budowy i zasady działania. Wyróżniamy przede wszystkim napędy z przekładnią lub bez – zadaniem tego elementu zwiększenie momentu obrotowego, co pozwala na skuteczne napędzanie większych urządzeń, takich jak roboty.
Jak jest zbudowany silnik DC?
Podstawowe części silnika prądu stałego to stojan (stator) i wirnik. To właśnie interakcje między tymi dwoma elementami sprawiają, że układ może wytworzyć energię mechaniczną. Stojan to nieruchomy komponent wykonany z magnesów stałych, z kolei wirnik jest złożony z uzwojenia (nazywanego także twornikiem) i miedzianych blaszek. Działanie tych dwóch części opiera się na zmianach układu w wyniku pojawienia się odpowiedniego ułożenia sił pól magnetycznych. Do tego konstrukcja standardowego, szczotkowego silnika DC obejmuje szczotki, których zadaniem jest dostarczanie prądu do uzwojenia. Ważną rolę odgrywa również komutator, odpowiedzialny za zmianę bieguna napięcia zasilania.
Obowiązkowym elementem są także wyprowadzenia do zasilania, bez których dostarczenie energii do układu byłoby niemożliwe. Źródłem prądu stałego jest przeważnie bateria lub zasilacz.
Jak działa silnik DC?
Praca silnika DC opiera się na wykorzystaniu elektromagnetyzmu, by wprawić w ruch poszczególne części układu. Prąd dostarczany do silnika przepływa przez uzwojenia wirnika, czego efektem jest powstanie pola magnetycznego, które z kolei wywołuje obrót tego komponentu. W momencie, gdy siła pola jest równoległa do linii sił pola magnetycznego wytwarzanego przez stojan, komutator zmienia kierunek przepływania prądu w uzwojeniach. Dzięki temu silnik może utrzymać ruch obrotowy, co pozwala na uzyskanie napędu o oczekiwanych parametrach. Proces ten jest powtarzany tak długo, jak na wejście silnika jest podawany prąd stały.
Silniki DC – zastosowanie
Z uwagi na prostą konstrukcję, wysoką stabilność działania i stosunkowo niską cenę silniki DC cieszą się sporą popularnością w wielu układach. Można je znaleźć m.in. w zabawkach elektrycznych, takich jak zdalnie sterowane samochody, modele lotnicze czy pociągi. Są one także nieodzownym elementem różnych projektów z zakresu robotyki i elektroniki.
Z wykorzystaniem silników DC można skonstruować np. roboty, które mają możliwość wykonywania precyzyjnych ruchów i przemieszczania się w określony sposób.
To jednak nie wszystko – silniki DC są stosowane także w przenośnych narzędziach elektrycznych, np. w wiertarkach czy szlifierkach. W urządzeniach tego typu kluczowe jest dostarczenie odpowiednio dużej ilości mocy, co z reguły wymaga zastosowania układu z przekładnią. Ponadto z silnikami prądu stałego można spotkać się w wentylatorach, gdzie są doceniane za możliwość dokładnej kontroli prędkości obrotowej, co ma znaczenie zarówno w urządzeniach do użytku domowego, jak i w instalacjach przemysłowych. Będąc w temacie przemysłu, nie można pominąć również możliwości silników DC w systemach automatyki – są one obecne m.in. w maszynach produkcyjnych, transporterach i układach kontroli ruchu. Mogą one być używane również w urządzeniach medycznych (m.in. pompy do insuliny, w których silniki DC umożliwiają dokładną kontrolę przepływu), a także w roli napędu bębna pralki lub suszarki.
Zastosowanie silników DC jest bardzo szerokie – to komponenty, z którymi można się spotkać w urządzeniach o różnym przeznaczeniu, zarówno tych używanych na co dzień, jak i opracowanych z myślą o specjalistycznych aplikacjach. Warto przy tym podkreślić, że jest to jedno z najpopularniejszych rozwiązań do układów napędowych w robotyce.
Jak wybrać odpowiedni silnik DC?
Przed zakupem silnika DC należy wziąć pod uwagę szereg ważnych czynników, które decydują o jego funkcjonalności i możliwościach zastosowania. Istotną kwestią jest m.in. rodzaj napędu – dostępne są napędy z przekładnią lub bez, a także z enkoderami, które pozwalają na dokładniejszą kontrolę pozycji. Ponadto liczą się również podstawowe parametry opisujące pracę silnika:
- napięcie zasilania,
- moment obrotowy,
- prędkość obrotowa,
- maksymalny i standardowy pobór prądu.
Powyższe elementy specyfikacji powinny być dostosowane do innych komponentów projektu. Szczególnie istotne jest napięcie zasilania – zarówno zbyt mała, jak i zbyt duża wartość na wejściu może powodować różne problemy z pracą silnika, w tym nawet pojawienie się trwałych uszkodzeń.
Silniki DC – kup sprawdzone produkty w sklepie Botland
Nasza oferta obejmuje silniki DC w różnych wariantach, takie jak:
- silniki stałoprądowe bez przekładni;
- silniki z przekładnią – kątowe, standardowe, micro i sub-micro;
- silniki DC z przekładnią i enkoderami;
- silniki DC z podwójną przekładnią.
Tak szeroki wybór sprawia, że każdy miłośnik elektroniki i robotyki może znaleźć u nas rozwiązania dopasowane do potrzeb konkretnego projektu. Sklep Botland to najlepsze miejsce, by wyposażyć się w komponenty niezbędne do opracowania własnego robota lub innego urządzenia wymagającego stabilnego napędu. Zapraszamy do zapoznania się z naszym asortymentem – propozycje dostępne na naszej stronie sprawdzą się w wielu różnych układach, wykonanych m.in. na bazie płytek Arduino czy Raspberry Pi.
