Zaloguj się
Wszystkie
13 kwietnia 2026
22
W naszym rozumieniu siłownikiem jest każde urządzenie, które może przekształcić prąd elektryczny w ruch fizyczny, o prędkości i sile wystarczającej do realizacji wymaganego zadania. Zadaniem tym może być otwarcie drzwi, udrożnienie otworu wentylacyjnego, poruszanie modelowym lub prawdziwym robotem, poruszanie jakimś elementem w modelu kolejki elektrycznej, sterowanie położeniem reflektora słonecznego lub panela fotowoltaicznego, a nawet podniesienie aerodynamicznego hamulca powietrznego w amatorskim samochodzie wyścigowym. Oprócz siłowników liniowych, silników krokowych i serwomechanizmów do zdalnego sterowania, do listy tej możemy dodać motoreduktory i elektromagnesy. Przyjrzyjmy się tym elementom – to fascynujący temat!
Silniki szczotkowe prądu stałego
Silniki szczotkowe prądu stałego z magnesami trwałymi są szeroko stosowane w siłownikach pracujących w układach automatyki. Silniki te są tanie i mają dużą moc w stosunku do swoich rozmiarów, wahających się w naszym przypadku od kilku do kilkunastu centymetrów.
Silniki prądu stałego charakteryzują się stosunkowo niskim momentem i wysoką prędkością obrotową (więcej informacji na temat mocy i momentu obrotowego znajduje się w zestawieniu).
Dlatego też są często wykorzystywane w mechanizmach wymagających niskiego momentu obrotowego, takich jak wentylatory lub sygnalizatory wibracyjne. W innych przypadkach silniki tego typu są stosowane w połączeniu z przekładniami obniżającymi prędkość obrotową. Przykładowo, silniki prądu stałego z przekładnią redukcyjną są stosowane w serwomechanizmach do zdalnego sterowania, siłownikach liniowych i motoreduktorach (motoreduktor to silnik z przekładnią zamontowaną na stałe na jego osi).
Motoreduktory nie są powszechnie stosowane przez hobbystów, ale warto je rozważyć, jeśli poszukuje się napędu o wysokim momencie i niskiej prędkości obrotowej. Przykładem mogą być silniki od wycieraczek samochodowych.
Wykorzystują one przekładnię ślimakową, która zapewnia znaczną redukcję prędkości, a tym samym generuje duży moment obrotowy. A skoro już jesteśmy przy temacie pozyskiwania części z samochodów: jeśli zachodzi potrzeba kontrolowania przepływu gazu przez niewielki kanał, dostępne są niedrogie, używane przepustnice sterowane elektronicznie. Urządzenia te wykorzystują silniki prądu stałego z przekładnią zębatą i zawierają potencjometry sprzężenia zwrotnego (więcej na temat sprzężenia zwrotnego za chwilę).
Sterowanie silnikami prądu stałego
Ogromną zaletą silników prądu stałego jest łatwa możliwość regulacji prędkości obrotowej przez zmianę napięcia zasilania. Przydatna jest technika modulacji szerokości impulsów (PWM), w której wykorzystuje się falę prostokątną o zmiennym współczynniku wypełnienia. Typowa częstotliwość powtarzania impulsów dla małych silników prądu stałego wynosi około 20 kHz. Oznacza to, że zasilanie jest włączane i wyłączane 20 000 razy na sekundę. Oczywiście silnik nie jest w stanie reagować na tak szybkie zmiany i zachowuje się tak, jakby otrzymywał napięcie stałe o mniejszej wartości. Takie regulatory prędkości obrotowej są tanie i łatwo dostępne w handlu. Regulacja odbywa się ręcznie, z użyciem potencjometru, lub automatycznie, z użyciem mikrokontrolera sterującego pracą mostka typu H, zbudowanego na tranzystorach MOSFET.
Po odwróceniu biegunowości napięcia zasilającego silniki szczotkowe prądu stałego zmieniają kierunek obrotów na przeciwny. Dlatego sterowanie kierunkiem obrotów można osiągnąć za pomocą prostego, dwubiegunowego przełącznika typu DPDT lub przekaźnika, albo mostka typu H sterowanego mikrokontrolerem.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
