Basiskennis elektromotoren Pagina

1 Gelijkstroommotoren

1.1 Principewerking

De werking van een gelijkstroommotor steunt op de lorentzkrachten die ontstaan op

stroomvoerende geleiders geplaatst in een magnetisch veld.

In onderstaande figuur is een gelijkstroommachine aangesloten op een gelijkstroombron.

Als één stroomvoerende geleider loodrecht op de krachtlijnen van een uniform magnetisch

veld wordt geplaatst, zal deze een elektrodynamische kracht of Lorentz-kracht

ondervinden, waarvan de grootte bepaald wordt door de uitdrukking :

F1 = B . l . I

Voor een gelijkstroommotor geldt dan een koppel van krachten een moment veroorzaakt

die de motor doet draaien. De motor zal dus pas draaien als lorentzkrachten boven en

onder de neutrale lijn (lijn waar de geleiders geen krachtlijnen snijden) tegengesteld zijn.

TV Elektriciteit - Elektronica 3de graad Elektriciteit - Elektronica VTI Torhout

1

Basiskennis elektromotoren Pagina

De stroomzin door de geleiders boven de neutrale lijn is dus tegengesteld aan de stroomzin

door de geleiders onder de neutrale lijn. De gelijkspanning die aan het anker (bewegend

gedeelte of rotor) wordt aangesloten, zal worden omgezet naar een wisselstroom door

gebruik te maken van een commutator (collector) en borstels.

Het koppel van een gelijkstroommotor kunnen we als volgt bepalen :

T = km . . Ia

Hierin is :

T : het motorkoppel of draaikoppel in Newton/meter (Nm)

km : de mechanische machineconstante ( )

p : aantal polenparen ( 2 polig = 1 polenpaar )

N : aantal windingen

2 . a : aantal ankertakken

: de flux per pool in Weber (Wb)

Ia : de ankerstroom in Ampère (A)

TV Elektriciteit - Elektronica 3de graad Elektriciteit - Elektronica VTI Torhout

2

Basiskennis elektromotoren Pagina

Draait de motor, dan snijden de ankerdraden krachtlijnen waardoor in de ankerwikkeling

van de motor een emk wordt geïnduceerd zoals dit ook het geval is in de ankerwikkeling

van de dynamo. Deze emk is afhankelijk van het magnetisch veld, de lengte van de

geleider en de snelheid waarmee de geleider de veldlijnen loodrecht snijdt :

e = - B . l . v

Deze inductiespanning is zodanig van zin dat ze haar ontstaansoorzaak tegenwerkt

(wet van Lenz).

De algemene uitdrukking van tegenemk voor een gelijkstroommotor is tenslotte :

E = ke . . n

Hierin is :

E : de opgewekte tegenemk in Volt (V)

ke : de elektrische machineconstante ( )

p : aantal polenparen ( 2 polig = 1 polenpaar )

N : aantal windingen

2 . a : aantal ankertakken

: de flux per pool in Weber (Wb)

n : het toerental in toeren/s (s-1)

Elke gelijkstroommotor kunnen we als volgt gaan voorstellen :

TV Elektriciteit - Elektronica 3de graad Elektriciteit - Elektronica VTI Torhout

3

Basiskennis elektromotoren Pagina

1.2 Constructie en kenplaatgegevens

1 : Lager 4 : Ankerblik 7 : Ventilator

2 : Borstels 5 : Statorblik 8 : As met spiebaan

3 : Veldwikkeling 6 : Ankerwikkeling 9 : Luchtinlaat

10 : Motorvoet

1.3 Shunt versus seriemotor

TV Elektriciteit - Elektronica 3de graad Elektriciteit - Elektronica VTI Torhout

4