Tasavirtamoottorit

Tasavirtamoottorit ovat sähkömoottoreita, jotka käyttävät suoraa tasavirtaa sähköenergian lähteenä. Ne on suunniteltu siten, että käämitykset ja magneettikenttä muodostavat vääntömomentin, jonka avulla mekaaninen hyötykuorma voidaan saada pyörimään. Tasavirtamoottorit jaetaan yleensä harjattomiin (brushless) ja harjattomiin (harjallisiin) moottoreihin sekä erilaisiin rakenteellisiin ratkaisuisiin, joissa magneettikenttiä voidaan tuottaa permanenttien magnettien tai elektromagneettien avulla.

Harjattomat tasavirtamoottorit (BLDC) muodostavat nykyään yleisen ja energiatehokkaan vaihtoehdon. Niissä elektroninen komutointi korvaa mekaanisen kommutoinnin, ja moottorin pyörimisnopeutta sekä vääntömomenttia säädetään usein PWM-hall-sensorien avulla. Harjattomien moottoreiden etuja ovat korkea hyötysuhde, alhainen ylläpito ja pitkä käyttöikä, mutta ne vaativat ohjaus- ja ajastinlaitteistoa.

Harjalliset tasavirtamoottorit käyttävät mekaanista kommutointia, jossa käämitykset yhdistettynä kommutatoriin ja hiiliharjoihin muodostavat virtapiirit käämityksen pyöriessä. Näillä moottoreilla on yksinkertaisempi ohjaus ja alhaiset alkuperäiskustannukset, mutta ne vaativat säännöllistä huoltoa johtuen harjien ja kommutatorin kulumisesta sekä suurempaa ylläpitoa.

Säädettävä nopeus ja vääntömomentin hallinta ovat keskeisiä ominaisuuksia: jännitteen tai virran muuttaminen sekä PWM-säätö mahdollistavat nopeuden hallinnan ja kiihdytyksen hallitusti. Suuret DC-moottorit voivat tarjota hyvää vääntömomenttia pienillä pyörimisnopeuksilla, mutta ne tarvitsevat vakaata tasavirtaa tai laadukasta tasasuuntausta.

Käyttökohteet vaihtelevat pienistä akkukäyttöisistä työkaluista ja robotiikasta teollisiin nosto- ja kuljetusjärjestelmiin sekä sähköpyöriin ja servo-ohjaukset, joissa tasavirtamoottorit tarjoavat hallitun, säädettävän nopeuden ja hyvän aloitusväännön.