Figure 3. These motors are often used to drive high starting torque loads, such as traction vehicles. Torque varies approximately as the square of current. An increase in armature current is accompanied by a like increase in field current. At rest, the torque is highest because no counter electromotive force (CEMF) is generated by the armature. As the armature gains speed, the CEMF rises, reducing the effective voltage, current, and torque. As the motor shaft load increases, the armature slows to provide sufficient voltage and current to match the load torque. If the load is removed, the motor will race dangerously.

 

Compound-wound motor —

Both shunt and series field windings are used in compound motors. By adjusting strength and direction of the

series winding relative to the shunt winding, speed-torque characteristics can be made to approximate those of series or shunt motors.

 

Controlling dc motors

DC motor speed is controlled by armature- voltage control, shunt-field control, or a combination of the two.

 

Armature-voltage control —

The type of control varies the voltage applied to the armature, while field current is maintained constant from a separate source. Speed is proportional to CEMF, which is equal to the applied voltage minus the armature circuit IR drop. At rated current, the torque remains constant regardless of the speed (since the magnetic flux is constant) and, therefore, the motor has constant torque capability over priits entire speed range. Horsepower varies directly with speed. As the speed of a self-ventilated motor is lowered, it loses ventilation and cannot be loaded with quite as much armature current without exceeding the rated temperature rise. Therefore, to obtain full load torque at low speeds, motors are oversized or auxiliary blowers are added for sufficient cooling.

 

Shunt-field control — By weakening shunt-field current, motor speed is altered, thus increasing speed and reducing output torque for a given armature voltage. Field control is good only for obtaining speeds greater than base speed (the no-load speed with full field strength). Maximum speed range by field control is about 5:1, and this occurs for only low base speed motors. Because the rating of a dc motor is limited by heating, the maximum permissible armature current is nearly constant over the field-weakened speed range. This means that, at rated armature current, output torque varies inversely with speed, and the motor has constant-horsepower capability over this speed range.

 

Selecting dc motors

Choosing a dc motor type and associated equipment for a given application requires consideration of several

factors.

Speed range — The minimum and maximum speeds for an application determine the motor base speed.

 

Allowable speed variation — Applications requiring constant speed at all torque values should use a shunt-wound motor. If speed changes with load and speed variation must be minimized to less than 2%, a regulator employing tachometer feedback must be used.

 

Torque requirements — The torque requirements at various operating speeds should be determined. Many applications are essentially constant torque, such as conveyors. Others, such as centrifugal blowers, require torque to vary as the square of the speed. In contrast, machine tools and center winders are constant horsepower, with torque decreasing as speed increases. Thus, the speedtorque relationship determines the most economical motor.

Reversing — This operation affects the power supply and control. When the motor cannot be stopped for switching series fields before reverse operation, compound and stabilizing windings should not be used if full load torque is needed in both directions. Bi-directional operation may also affect brush adjustments.

 

Duty rating — DC motors carry

one of three ratings:

• Continuous duty is applied to motors that will continuously dissipate all the heat generated by internal motor losses without exceeding rated temperature rise.

• Definite time, intermittent duty motors will carry rated load for specified time without exceeding rated temperature rise. These motors must be allowed to cool to ambient before load is repeated.

• Indefinite time, intermittent duty is usually associated with some RMS load of a duty-cycle operation.

Peak torque — The peak torque that a dc motor delivers is limited by that load at which damaging commutation begins. Brush and commutator damage depends on sparking severity and duration. Therefore, peak torque depends on the duration and frequency of occurrence of the overload. Peak torque is often limited by the maximum current that the power supply can deliver. Motors can commutate greater loads at low speed without damage. NEMA standards specify that dc machines must deliver at least 150% rated current for one minute at any speed within rated range, but most motors exceed this requirement.

 

Heating — The temperature of a dc motor is a function of ventilation and losses in the machine. Some losses — core, shunt-field, and brushfriction — are independent of load, and vary with speed and excitation. Several methods can predict operating temperature. The best method is to use thermal capability curves available from the manufacturer.

 

 

 

 

 

 

 

چنانچه از اسم و مفهوم این موتور بر می آید میدان سری با آرمیچر (شکل3)این موتورها اغلب دارای گشتاور راه اندازی بار بالا دارند همچنین حامل انقباض می باشد.تقریبا گشتاورهای گوناگون مجذوری از جریان است.افزایش جریان آرمیچر به وسیله کمپانی و مشابه افزایش شار میدان می باشد.متکی بودن(وابسته بودن) به گشتاور زیاد می باشد.زیرا هیچ شمارنده ای برای نیرو محرکه cemf که تولید کند به وسیله آرمیچر نیست.بهره ی سرعت آرمیچر در افزایش cemf و کاهش ولتاژ موثر جریان و گشتاور. افزایش بار محور موتور در آرمیچر کاهش می دهد تهیه ولتاز کافی و جریان را با تطبیق گشتاور بار.اگر بار را از روی موتور حذف کنیم گردش ان خطرناک است.

سیم پیچ کمپوند: هر دو میدان سیم پیچ شنت و سری هستند مورد استفاده در موتورهای کمپوند.به وسیله تنظیم کردن نیرو و جهت در سیم پیچ سری نسبی در سیم پیچ شنت ، سرعت، گشتاور و کارکترهایی هستند که می توانند بسازند تقریبا آنان را موتور شنت یا سری.

کنترل موتورdc : سرعت موتورهای dc کنترل می شود به وسیله ی کنترل ولتاژ آرمیچر ، کنترل میدان شنت(موازی)یا مخلوطی(ترکیبی)از هر دو آنها.

کنترل ولتاژ آرمیچر : در نوعی از کنترل ، کاربرد ولتاژ گوناگون در آرمیچر با نگهداری شار میدان ثابت از نیروی جداگانه می باشد.سرعت متناسب است با cemf و هر کدام برابر با کاربرد ولتاژ منهای افت ir مدار آرمیچر.میزان جریان و گشتاور باقی ماند اضافی صرف نظر از سرعت(بعد از شار مغناطیسی ثابت)و به این دلیل موتور گشتاوری ثابت دارد و توانایی ورود به رنج سرعت را دارد.جهت ولت با سرعت متغییر است. سرعت سرعت سلف تهویه موور کم میکند تلفات بادی و بار نمی تواند با جریان کامل آرمیچر.اگر چه بدست آوردن گشتاور بار کامل در سرعت کم ، موتورها هستند بزرگتر یا تهویه کمکی افزوده شده برای خنک کردن.

کنترل موتور شنت : به وسیله ضعیف کردن شار میدان شنت ، سرعت موتورها متغییر ، بدین گونه سرعت آنها قابل افزایش یا کاهش در خروجی گشتاور برای دادن ولتاز به آرمیچر.کنترل میدان خوب است تنها برای فراهم اوردن سرعت زیاد نسبت به سرعت پایه(سرعت در حالت بی باری با میدان نیروی کامل)ماکزیمم رنج سرعت به وسیله کنترل میدان هست در حدود 5:1 و این برای تنها پایه سرعت موتور است.زیرا درجه موتورdc  محدود می شود به وسیله  گرما ، بیشترین جریان مجاز آرمیچر تقریبا بالا و ثابت هست در رنج سرعت میدان های ضعیف.به این معنا که میزان جریان آرمیچر و در خروجی گشتاور متغییر معکوس با سرعت و موتور دارای توانایی وات ثابت در این رنج سرعت.

انتخاب موتور موتورdc : انتخاب نوع موتور dc و تجهیزات به همبسته برای دادن کاربرد لازم و رسیدگی به چندین کارخانه

رنج سرعت مجاز: کاربرد سرعت ثابت جایز در همه ی مقادیر باید قابل استفاده باشد در موتور سیم پیچ شنت اگر سرعت با بار تغییر کند سرعت متغییر باید به کمترین مقدار 2% و تثبیت کار،سرعت سنج فیدبک باید استفاده شود.

گشتاور مورد نیاز در سرعت بهره برداری ثابت باید تعیین کننده ی خیلی از کاربردهای غیر ضروری هست در گشتاور ثابت.همچنین حامل دیگر چیز ها.این قبیل تهویه گریز از مرکز گشتاور مورد نیاز در تغییر دادن با مجذور سرعت متناسب است.

بیشترین گشتاور :حداکثر در موتورهای dc دریافت می شود از محدود کردن به وسیله بار و آغاز تبدیل زیان ها.خسارت جاروبک ها و کموتاتورها وابسته هستند روی جرقه زدن و سختی در طی یک مدت.

اگر چه حداکثر گشتاور وابسته است روی مدت و تکرار اتفاق واقعه بر روی اضافه بار.حداکثر گشتاور اغلب محدود می شود به وسیله ماکزیمم جریان و تغذیه برق و تغذیه برق می تواند نجات دهد.موتورها می توانند تغییرات بزرگی در بار و کم کردن سرعت داشته باشند بدون خسارت.nema استاندارد مخصوص ماشین های dc باید دریافت کنند کمتر از 150% درصد میزان جریان برای 1 دقیقه روی سرعت در مدت میزان رنج اما بیشترین موتورها بیشتر از این در خواست ها است.

گرما و (حرارت):دما در موتورهای dc و کار کردن تهویه هوا ، تلفات ماشین است.مقداری از تلفات در هسته ی میدان شنت و اصطکاک کموتاتور هست مستقل از بار هستند و تغییرات با سرعت تحریک است.چندین روش می تواند عملیات حرارتی را پیش بینی کند.بهترین روش توانایی گرمایی ، بدست آوردن خط منفی از ساختن آن است.