Waarom motoren uit de DC-serie een hoog startkoppel hebben

In de veeleisende wereld van de elektrificatie van zware voertuigen is het antwoord op waarom een gelijkstroommotor een hoog startkoppel heeft is eenvoudig: de veldwikkeling is in serie geschakeld met de ankerwikkeling, waardoor de magnetische flux toeneemt met de ankerstroom, en aangezien het koppel afhankelijk is van zowel de flux als de stroom, neemt het aanloopkoppel ruwweg toe met het kwadraat van de stroom, wat onder belasting een zeer sterke aanvankelijke wegtrekkracht oplevert. Voor ingenieurs, wagenparkbeheerders en technische teams die zich bezighouden met de hermotorisering van commerciële bussen, off-highway-machines, het ontwerp van elektromotoren en de integratie van aandrijflijnen, is dat gedrag een praktische ontwerpoverweging, niet alleen een principe uit het leerboek.

Bij Equipmake maken we gebruik van tientallen jaren ervaring op het gebied van hoogwaardige techniek om die elektrofysica te koppelen aan de daadwerkelijke behoeften van elektrische motoren met hoog vermogen en platforms voor zware voertuigen. In deze bespreking worden de elektromagnetische en mechanische grondbeginselen van het koppel van een gelijkstroom-seriemotor onder de loep genomen, wordt bekeken waar deze in de industrie wordt toegepast, hoe deze zich verhoudt tot moderne motortechnologieën, welke integratie-uitdagingen hieruit voortvloeien, en hoe deze principes de basis blijven vormen voor de aanpak van Equipmake bij de ontwikkeling van geavanceerde elektrische motoren met een hoog koppel voor de betrouwbare elektrificatie van zware voertuigvloten.

Belangrijkste opmerkingen

• Mechanische relatie: Het koppel in een serie-motor is evenredig met het kwadraat van de stroomsterkte, waardoor bij lage toerentallen een enorme kracht kan worden geleverd.
• Ontwerp en architectuur: De anker- en veldwikkelingen zijn in serie geschakeld, waardoor door beide componenten dezelfde hoge stroom vloeit.
• Dynamica van de magnetische flux: Een hoge stroomsterkte tijdens het opstarten zorgt voor een sterk magnetisch veld, precies op het moment dat dit het hardst nodig is.
• Zelfregulerende macht: Deze motoren passen het koppel automatisch aan de weerstand van de belasting aan.
• Commercieel gebruik: Ze zijn ideaal voor tractie, hijswerkzaamheden en zware industriële versnellingen.
• Hedendaagse context: Hoewel traditionele gelijkstroommotoren steeds vaker worden vervangen door borstelloze axiale-fluxvarianten, blijft de behoefte aan een hoog startkoppel een centrale prioriteit bij het ontwerp bij Equipmake.

Belangrijkste voordelen van de DC-serie-architectuur

• Uitzonderlijke losbreekkracht: Kan zware statische lasten verplaatsen zonder vast te lopen.
• Karakteristieken van toerental en koppel: De snelheid neemt af naarmate het koppel toeneemt, waardoor mechanische overbelasting wordt voorkomen.
• Robuust elektrisch circuit: De serieverbinding vereenvoudigt het circuit voor een hoge stroomdoorvoer.
• Minimale startweerstand: In tegenstelling tot shuntmotoren bereikt de seriemotor onmiddellijk de maximale magnetische dichtheid.

Vergelijking: prestatie-indicatoren bij de start

Motortype	Startkoppel	Primaire toepassing	Huidige relatie
Motor uit de DC-serie	Zeer hoog (kwadraat van de stroom)	Aandrijving, takels, bussen	$T \propto I^2$
DC-shuntmotor	Gemiddeld (lineair)	Draaibanken, ventilatoren, constant toerental	$T \propto I$
AC-inductiemotor	Verschilt (afhankelijk van de frequentie)	Algemene industrie	Op slip gebaseerd

De fysica achter het ontstaan van draaimoment

Om te begrijpen waarom een gelijkstroommotor een hoog startkoppel heeft, moeten we de elektromagnetische wisselwerking tussen de stator en de rotor onderzoeken. In elke elektromotor wordt het koppel opgewekt door de wisselwerking tussen twee magnetische velden. In een machine met serie-wikkeling zijn de veldspoelen gewikkeld met relatief weinig windingen van dikke draad, zodat ze de volledige belastingsstroom aankunnen.

Wanneer je de motor inschakelt, is de aanvankelijke tegen-elektromotorische kracht (Back-EMF) nul, omdat de rotor stilstaat. Dit ontbreken van Back-EMF leidt tot een enorme stroomstoot die tegelijkertijd door zowel de anker- als de veldwikkelingen vloeit. Omdat deze in serie zijn geschakeld, wordt de veldflux zeer sterk op het exacte moment dat het anker wordt gevraagd om te draaien.

De regel voor kwadratische machten

Het wiskundige bewijs voor deze hoge prestaties is te vinden in de koppelvergelijking: T = k \cdot \Phi \cdot I_a. In een shuntmotor is de flux ($\Phi$) constant, omdat het shuntveld een wikkeling met hoge weerstand is, waardoor de stroom erdoorheen nauwelijks verandert en het koppel bijna lineair toeneemt met de stroom. Bij een seriemotor is $\Phi$ echter zelf een functie van $I_a$ (voordat magnetische verzadiging optreedt). Daarom wordt de vergelijking in feite T \approx k’ \cdot I_a^2.

Deze kwadratische relatie verklaart waarom een seriemotor aanzienlijk meer “kracht” kan leveren dan andere architecturen wanneer de stroom tijdens het opstarten piekt, hoewel de koppel-stroomrelatie na magnetische verzadiging ook een rechte lijn benadert. Bij Equipmake passen we een vergelijkbare logica toe bij het ontwerpen van ev aandrijfsystemen, zodat de aanvankelijke stroomtoevoer via onze siliciumcarbide-omvormers zich vertaalt in een onmiddellijke, soepele en krachtige acceleratie voor zware voertuigen.

Industriële en commerciële toepassingen

Dankzij het unieke prestatieprofiel van de motoren uit de DC-serie is deze reeks al jarenlang de voorkeurskeuze in sectoren waar een hoge traagheid snel moet worden overwonnen. Deze motoren worden onder meer gebruikt in spoorwegtractie, kranen en zware lieren. In deze toepassingen draait de motor niet alleen; hij zet de maximale elektrische input met minimale vertraging om in ruwe mechanische output.

Elektrische aandrijving en zware voertuigen

Voordat de technologieën voor permanente magneten en axiale flux tot wasdom kwamen, waren gelijkstroom-seriemotoren de norm in aandrijfsystemen voor elektrische bussen en trams. Hun vermogen om een volledig beladen voertuig vanuit stilstand op een steile helling in beweging te brengen, is legendarisch. Dit erfgoed komt tot uiting in onze Inzicht in gelijkstroommotoren met een hoog koppel, waarbij we deze principes gebruiken als basis voor de koppelafstemming van onze moderne, lichtgewicht APM-motoren.

Hoewel het mechanische borstel- en commutatorsysteem van de seriemotor onderhoudsproblemen met zich meebrengt, blijft de onderliggende fysica ervan de maatstaf voor wat we “startkracht” noemen. Een synchrone motor daarentegen wordt gewaardeerd om zijn constante toerental en andere unieke eigenschappen, maar levert van nature niet hetzelfde startgedrag. In de moderne elektrificatie evenaren en overtreffen we deze startkracht met behulp van synchrone motoren met permanente magneten (PMSM) gestuurd door geavanceerde omvormers voor motoren die de koppelcurve van de serie via software kan simuleren.

Toepassingsmogelijkheden in de lucht- en ruimtevaart en de scheepvaart

In de maritieme sector, met name voor elektrische binnenboordmotoren voor zeilboten, is een hoog koppel bij lage toerentallen van cruciaal belang om tegen stroming en wind in te kunnen manoeuvreren. Evenzo geldt dit in elektromotoren voor de ruimtevaart, de aanvankelijke vermogenspiek die nodig is om propellers of aandrijvingen in werking te stellen, komt vaak overeen met de eisen waaraan traditioneel door gelijkstroom-seriemotoren wordt voldaan.

Waarom het startkoppel van belang is bij de vernieuwing van het wagenpark

Voor een wagenparkbeheerder is het begrip startkoppel niet louter een technische curiositeit; het is een essentiële operationele maatstaf. Een voertuig met onvoldoende startkoppel zal last hebben van trage acceleratie, verhoogde slijtage aan de aandrijflijn en het onvermogen om strakke dienstregelingen na te leven. Wij richten ons op integratie van de aandrijflijn waardoor er gedurende de gehele bedrijfscyclus een hoog koppel beschikbaar is, en niet alleen bij het starten.

Wanneer we een dieselbus ombouwen naar elektrische aandrijving, vervangen we de verbrandingsmotor – die doorgaans een complexe versnellingsbak met meerdere versnellingen nodig heeft om het beperkte koppelbereik te kunnen benutten – door een elektromotor die vanaf nul toeren per minuut het maximale koppel levert. Dit versnelde overgang De overstap naar elektrische aandrijving vereenvoudigt de mechanische complexiteit van het voertuig en verbetert tegelijkertijd de rijervaring aanzienlijk.

Interne efficiëntie en warmtebeheer

Een hoog startkoppel gaat ten koste van een hoge stroomsterkte, wat warmte genereert. Een van de redenen waarom de moderne techniek zich heeft gericht op geavanceerde elektrische machines is de behoefte aan een betere thermische efficiëntie. Hoewel de motor uit de DC-serie bij het opstarten krachtig is, heeft hij bij langdurig gebruik onder hoge belasting moeite met de warmteafvoer in vergelijking met onze vloeistofgekoelde APM-systemen.

Bij Equipmake is onze verticaal geïntegreerd Met deze aanpak kunnen we deze thermische belastingen beheersen. Door gebruik te maken van de basisprincipes van een 3-fasige omvormer begrijpen en dankzij de siliciumcarbide-technologie kunnen we hoge koppels naar de wielen sturen met een veel grotere efficiëntie en minder warmteontwikkeling dan een traditionele gelijkstroom-seriemotor ooit zou kunnen.

Gedetailleerde mechanische analyse van de serieschakeling

Om het echt te begrijpen waarom een gelijkstroommotor een hoog startkoppel heeft, moet men kijken naar de fysieke opbouw van de wikkeling. Bij een serie-motor is de serie-veldwikkeling gemaakt van dikke draad. Dankzij dit ontwerp kan de wikkeling de volledige belastingsstroom geleiden zonder buitensporige weerstandsverliezen ($I^2R$).

Op het moment van het opstarten gedraagt de motor zich bijna als een kortsluiting en onttrekt hij een enorme hoeveelheid stroom aan de voedingsbron. Aangezien deze stroom eerst door de in serie geschakelde veldwikkeling loopt voordat hij in wisselwerking treedt met het anker, ontstaat er een krachtig magnetisch veld dat onmiddellijk reageert. Dit baanbrekend Juist de eenvoud van het elektrische circuit geeft de serie-motor zijn kenmerkende “kick”.”

De rol van tegen-EMK

Zodra de motor begint te draaien en het toerental toeneemt, gaat hij ook als een generator functioneren en wekt hij tegen-EMK op. Deze spanning werkt de voedingsspanning tegen en remt de stroom op natuurlijke wijze af. Bijgevolg neemt het koppel af naarmate het toerental stijgt. Zonder belasting kan het toerental van de motor tot gevaarlijk hoge waarden oplopen. Voor toepassingen zoals lieren of locomotieven is dit een veiligheidsvoorziening; het voorkomt dat de motor onder zware belasting oncontroleerbaar versnelt, terwijl het ervoor zorgt dat hij de elektrische motor met hoog vermogen het vermogen om de lading in beweging te brengen.

De ontwikkeling naar moderne koppeloplossingen

Hoewel de fysica van de gelijkstroommotor uitlegt “hoe” een hoog koppel tot stand komt, richt de moderne techniek zich op het “beter”. We zien momenteel een verschuiving in de richting van axiale fluxmotor vs radiale fluxmotor configuraties. Dankzij deze moderne ontwerpen kunnen we hetzelfde – of een hoger – startkoppel realiseren en tegelijkertijd het gewicht van de motor met maximaal 80% verminderen.

Bij Equipmake richten we ons op vermogensdichtheid. Onze motoren leveren een uitzonderlijk hoog koppel omdat ze gebruikmaken van hoogwaardige permanente magneten en geavanceerde koeling, in plaats van de zware, in serie gewikkelde koperen spoelen uit het verleden. Toch blijven gelijkstroom-seriemotoren relevant in bepaalde toepassingen waar het startkoppel belangrijker is dan onderhoud of efficiëntie. Hierdoor kunnen we een lichtgewicht elektromotor die geen concessies doet aan de hoge eisen die aan zwaar transport worden gesteld.

Vergelijking tussen DC-seriemotoren en borstelloze permanentmagneetmotoren

• Koppel-dichtheid: Moderne motoren met permanente magneten leveren 3 tot 4 keer zoveel koppel per kilogram als een traditionele gelijkstroommotor in serie.
• Onderhoud: Bij motoren uit de DC-serie moeten de koolborstels regelmatig worden vervangen; onze borstelloze elektromotoren zijn vrijwel onderhoudsvrij.
• Efficiëntie: Dankzij omvormers kunnen moderne systemen over het gehele toerentalbereik een hoog rendement behouden, terwijl een gelijkstroom-seriemotor een smaller optimaal werkbereik heeft en in vergelijking daarmee slechte snelheidsregeling. Dat was een verbetering snelheidsregeling is een belangrijk prestatievoordeel in de praktijk.
• Regeneratief remmen: Moderne systemen kunnen energie gemakkelijk terugvoeren naar de accu-systemen, iets wat moeilijk te realiseren is met eenvoudige, in serie geschakelde gelijkstroommachines.

Strategische implementatie voor wagenparkbeheerders

Als u de overstap van uw wagenpark naar emissievrije voertuigen overweegt, is het van essentieel belang dat u inzicht hebt in de koppelkarakteristieken. A naadloze integratie Voor de integratie van elektrische aandrijfsystemen in uw bestaande chassis is een motor nodig die geschikt is voor het terrein van uw routes. In heuvelachtige omgevingen maakt het hoge startkoppel het verschil tussen een succesvolle dienstverlening en een onbetrouwbare dienstverlening.

Wij raden aan om de nadruk te leggen op het totaal integratie van de aandrijflijn. Kies een motor niet alleen op basis van het piekkoppel, maar kijk naar de totale prestaties van de motor, de omvormer en de transmissie. Bij Equipmake bieden wij technisch advies op maat om ervoor te zorgen dat de koppelcurves van onze motoren perfect zijn afgestemd op de specifieke massa en het specifieke gebruiksprofiel van uw voertuig.

Praktijkvoorbeeld: vervanging van de motor van een bus

Bij onze projecten voor het vervangen van busmotoren vervangen we vaak oudere motoren door onze APM-motoren. Hierdoor leveren we een voertuig dat vanaf een bushalte een superieure acceleratie heeft in vergelijking met de oorspronkelijke dieselversie. Dit komt doordat we de gunstige eigenschappen van de DC-serie motor – onmiddellijk koppel – nabootsen, terwijl we de nadelen ervan, zoals overmatig gewicht en slijtage van de koolborstels, wegnemen. Dit is de essentie van Britse technische uitmuntendheid: bestaande natuurkundige principes overnemen en deze verder ontwikkelen met het oog op de toekomst.

Veelvoorkomende misvattingen uit de weg ruimen

Veel ingenieurs gaan ervan uit dat “hoog koppel” automatisch “hoog vermogen” betekent. Dat is niet per se het geval. Koppel is de draaikracht; vermogen is de snelheid waarmee je die kracht in de loop van de tijd kunt uitoefenen. De reden waarom een gelijkstroommotor een hoog startkoppel heeft is dat hij al zijn elektrische energie omzet in kracht bij een toerental van nul. Bij hoge snelheden kan het vermogen echter aanzienlijk afnemen.

Een andere misvatting is dat de technologie van gelijkstroommotoren in veel markten verouderd is. Hoewel inductiemotoren en motoren met permanente magneten Hoewel ze vaker voorkomen in hoogwaardige elektrische voertuigen, wordt de werkingsprincipe van de gelijkstroom-seriemotor nog steeds toegepast in veel eenvoudige industriële gereedschappen met een hoog koppel. Als je begrijpt hoe deze motor werkt, krijg je meer waardering voor de geavanceerde techniek die nodig is bij omvormers met siliciumcarbide om die omstandigheden met hoge stroomsterkte en hoge flux in moderne borstelloze ontwerpen na te bootsen.

Technische beperkingen van gelijkstroommotoren in serie

1. Snelheid bij het wegrijden: Een gelijkstroommotor mag nooit zonder belasting of in onbelaste toestand worden gestart. Zonder belasting die weerstand biedt, kan het toerental zo hoog oplopen dat de motor mechanisch beschadigd raakt.
2. Afstand tussen de commutatorpolen: Bij hoge stroomsterkte kan er vonkvorming bij de borstels optreden, wat kan leiden tot elektrische ruis en slijtage van de hardware.
3. Complexiteit van de besturing: Nauwkeurige snelheidsregeling is moeilijker dan bij een motor met shuntwikkeling of een borstelloze motor.

De aanpak van Equipmake op het gebied van aandrijflijnen met hoog koppel

Wij geloven in in de praktijk bewezen betrouwbaarheid. Onze motoren, zoals de APM120 en APM200, zijn ontworpen met het oog op vermogen. Doordat we het gehele productieproces in eigen beheer uitvoeren, zorgen we ervoor dat elke millimeter koper en elke magneet zo wordt geplaatst dat de magnetische fluxdichtheid wordt gemaximaliseerd. Dit resulteert in motoren die het elektrische motor met hoog vermogen de benodigde prestaties voor alles, van lokale bestelwagens tot hybride militaire voertuigen.

Onze verticaal geïntegreerd Dit model houdt in dat we niet alleen een motor leveren, maar een complete oplossing. Dit omvat onder meer de motoromvormers die de stroomregeling verzorgen, zodat uw auto over het benodigde koppel beschikt om op een helling van 20% weg te rijden, terwijl hij tegelijkertijd bij 60 mph op de snelweg ongelooflijk zuinig blijft.

Innovatie op het gebied van magnetische materialen

Om de koppelprestaties van oudere gelijkstroom-seriemotoren te overtreffen, maken we gebruik van geavanceerd korrelgeoriënteerd elektrisch staal en magneten met een hoge remanentie. Dit baanbrekend Door het gebruik van deze materialen bereiken onze motoren de magnetische verzadiging veel later dan bij een traditionele in serie gewikkelde stator, waardoor een breder en hoger koppelplateau mogelijk is, terwijl de ankerreactie bij hoge stroomsterkte in oudere gelijkstroommachines de flux ook kan verzwakken. Dit is een cruciale factor bij een rijke traditie in de topsport waar elke gram gewicht en elke Newtonmeter koppel onder de loep wordt genomen.

Uitdagingen op het gebied van integratie en strategische oplossingen

Het integreren van motoren met een hoog koppel in bestaande voertuigarchitecturen brengt uitdagingen met zich mee op het gebied van structurele belasting. Wanneer er sprake is van het soort koppel dat een in serie gewikkelde motor – of een moderne APM-motor – kan produceren, is de belasting op assen en aandrijfassen aanzienlijk. Ons engineeringteam werkt met u samen om ervoor te zorgen dat integratie van de aandrijflijn is voorzien van de nodige mechanische verstevigingen om de onmiddellijke vermogensafgifte aan te kunnen.

We maken gebruik van snelle prototyping om deze integraties onder gesimuleerde praktijkomstandigheden te testen. Dit verkort de ontwikkelingscycli en zorgt ervoor dat wanneer uw wagenpark elektrisch wordt, dit gebeurt met een concrete band wat betreft betrouwbaarheid. Of je nu te maken hebt met terreinvoertuigen Bij stadsvervoer is het strategisch inzetten van het koppel de sleutel tot een lange levensduur.

Afwegingen tussen betrouwbaarheid en prestaties

Functie	Motor uit de DC-serie	Equipmake APM (Modern PM)
Startkoppel	Van nature hoog	Softwaregestuurde ultrahoge
Gewicht	Zwaar (met een hoog kopergehalte)	Ultralicht (aluminium/composiet)
Efficiëntie	80-85%	95-97%
Onderhoud	Hoog (Penselen)	Zero (borstelloos)

Toekomstige trends in motorarchitectuur

Als we naar de toekomst kijken, zijn de lessen die we hebben geleerd uit waarom een gelijkstroommotor een hoog startkoppel heeft worden toegepast op axiale flux-technologie. Door de magnetische flux parallel aan de rotatieas te leiden in plaats van radiaal ten opzichte daarvan, kunnen we bij een kortere axiale lengte een nog hoger koppel bereiken. Inductiemotoren worden nog steeds gewaardeerd om eenvoudige constructie en breed industriële toepassingen, maar voor een nauwkeurige snelheidsregeling zijn ze meestal afhankelijk van frequentieregelaars. Ze bieden ook niet hetzelfde natuurlijke koppelgedrag bij het wegrijden en hebben over het algemeen een lager nominaal koppel in stilstand dan een gelijkstroommotor in serie, die is ontworpen voor tractietoepassingen. Dit is met name van belang voor elektromotoren voor de ruimtevaart en motoren voor elektrische fietsen waar de ruimte schaars is.

We zien ook dat de versneld de invoering van 800V-architecturen. Een hogere spanning maakt het mogelijk om bij hetzelfde uitgangsvermogen met een lagere stroom te werken, waardoor de warmteontwikkeling afneemt en er tijdens de opstartfase een nog agressievere koppelafstemming kan worden toegepast. Bij Equipmake lopen we voorop in deze ontwikkeling en leveren we systemen die klaar zijn voor de volgende generatie hoogspanningsinfrastructuur.

Duurzaamheids- en efficiëntie-indicatoren

Elke beslissing die we nemen, is gebaseerd op een gezamenlijke weg naar duurzaamheid. Door inefficiënte verbrandingsmotoren met een laag koppel te vervangen door elektrische aandrijflijnen met een hoog koppel, veranderen we niet alleen de energiebron; we verbeteren ook fundamenteel de mechanische efficiëntie van het wereldwijde wagenpark. Onze omgebouwde bussen hebben een aantoonbare vermindering van de CO₂-uitstoot laten zien, terwijl de responsiviteit van de aandrijving met 100% is verbeterd.

Conclusie: een brug slaan tussen theorie en praktijk

Inzicht waarom een gelijkstroommotor een hoog startkoppel heeft stelt ons in staat de elegante eenvoud van de elektromagnetische fysica te waarderen. Het onderstreept ook waarom de moderne overgang naar geïntegreerd, hoogwaardige elektrische aandrijfsystemen zijn zo van cruciaal belang. We leveren niet alleen onderdelen; we bieden de strategische inzichten Het is noodzakelijk om zware lasten te verplaatsen met schone, efficiënte en betrouwbare aandrijving.

Als een geavanceerde technische partner, Equipmake staat klaar om u te helpen bij het maken van deze technische keuzes. Vanaf het begin van concept tot commerciële implementatie, ons doel is ervoor te zorgen dat uw project profiteert van de hoogst mogelijke normen op het gebied van Britse techniek. Of u nu een vloot van nieuwe motoren voorziet of een nieuw elektrisch jacht, het koppel dat u nodig hebt, valt binnen onze expertise.

Veelgestelde vragen

Waarom heeft een gelijkstroom-seriemotor zo’n hoog koppel bij lage toerentallen?

Dit komt doordat de veldwikkeling en het anker in serie zijn geschakeld. Bij lage snelheden is er weinig tot geen tegen-EMK, waardoor er een enorme stroomstoot kan vloeien. Aangezien het magnetische veld door dezezelfde stroom wordt opgewekt, produceert de motor een koppel dat evenredig is met het kwadraat van de stroom, wat resulteert in een enorme kracht tijdens de opstartfase. Dit is een van de kenmerkende eigenschappen van een gelijkstroom-seriemotor.

Kan je een gelijkstroom-seriemotor gebruiken voor toepassingen waarbij een constant toerental vereist is?

Over het algemeen niet. Een serie-motor reageert zeer gevoelig op veranderingen in de belasting. Als de belasting wordt weggenomen, zal de motor gevaarlijk snel gaan draaien om zijn interne evenwicht te behouden. Voor een constant toerental raden wij aan permanente magneetmotoren begrijpen of in shunt-uitvoering, aangezien een shuntmotor een goede toerentalregeling biedt bij gebruik met een constant toerental.

Is het koppel van een moderne wisselstroommotor vergelijkbaar met dat van een gelijkstroom-seriemotor?

Ja, maar daarvoor is een geavanceerde regeling nodig. Terwijl een serie-motor vanwege zijn bedrading van nature een hoog koppel levert, heeft een wisselstroommotor een motorregelaar om de frequentie en stroom te regelen en zo dezelfde “breakaway”-prestaties te bereiken. Moderne wisselstroommotoren met permanente magneten, zoals die van Equipmake, overtreffen in feite gelijkstroommotoren in serie wat betreft koppeldichtheid.

Wat gebeurt er als je een gelijkstroommotor zonder belasting start?

Het is gevaarlijk om een serie-aangesloten motor zonder belasting te starten. Zonder mechanische weerstand blijft de motor versnellen in een poging voldoende tegen-EMK op te wekken om de voedingsspanning te evenaren. Dit kan ertoe leiden dat de centrifugale krachten het anker uit elkaar scheuren, een verschijnsel dat bekendstaat als “runaway”.”

Waarom worden deze motoren in treinen en kranen gebruikt?

Treinen en kranen hebben een hoge traagheid, wat betekent dat ze vanuit stilstand maar heel moeilijk in beweging te krijgen zijn. Door de kwadratische relatie tussen stroom en koppel in een gelijkstroom-seriemotor is dit de meest effectieve “analoge” oplossing om de benodigde startkracht te leveren waarmee die traagheid kan worden overwonnen.

Op welke manier heeft Equipmake dit klassieke ontwerp verbeterd?

We vervangen de zware, onderhoudsintensieve koperen veldspoelen door geavanceerde permanente magneten en maken gebruik van omvormers met siliciumcarbide om een nauwkeurige stroomregeling te bieden. Hierdoor kunnen we hetzelfde hoge startkoppel leveren als een seriemotor, maar dan in een uitvoering die aanzienlijk lichter, efficiënter en onderhoudsvrij is.

Zijn gelijkstroommotoren nog steeds relevant in het tijdperk van elektrische auto’s?

Hoewel ze in moderne elektrische consumentenauto’s vanwege onderhoud (borstels) en efficiëntie zelden worden gebruikt, zijn de beginselen van hun koppelontwikkeling zijn van fundamenteel belang. Ze dienden als prototype voor hoogwaardige elektrische aandrijving, en inzicht hierin is essentieel voor het ontwerpen van de volgende generatie ev aandrijfsystemen en elektromotoren met hoog vermogen.