موتورهای میدان سیم پیچی شده

آهنرباهای دائم در (استاتور) بیرونی یک موتور DC را میتوان با آهنرباهای الکتریکی تعویض کرد. با تغییر جریان میدان (سیم پیچی روی آهنربای الکتریکی) می توانیم نسبت سرعت/گشتاور موتور را تغییر دهیم. اگر سیم پیچی میدان به صورت سری با سیم پیچی آرمیچر قرار داده شود، یک موتور گشتاور بالای کم سرعت و اگر به صورت موازی قرار داده شود، یک موتور سرعت بالا با گشتاور کم خواهیم داشت.

می توانیم برای بدست آوردن حتی سرعت بیشتر اما با گشتاور به همان میزان کمتر، جریان میدان را کمتر هم کنیم. این تکنیک برای ترکشن الکتریکی و بسیاری از کاربردهای مشابه آن ایده آل است و کاربرد این تکنیک می تواند منجر به حذف تجهیزات یک جعبه دنده متغیر مکانیکی شود.

موتورهای DC

یکی از اولین موتورهای دوار، اگر نگوییم اولین، توسط میشل فارادی در سال ۱۸۲۱م ساخته شده بود و شامل یک سیم آویخته شده آزاد که در یک ظرف جیوه غوطه ور بود، می شد. یک آهنربای دائم در وسط ظرف قرار داده شده بود.

وقتی که جریانی از سیم عبور می کرد، سیم حول آهنربا به گردش در می آمد و نشان می داد که جریان منجر به افزایش یک میدان مغناطیسی دایرهای اطراف سیم می شود. این موتور اغلب در کلاس های فیزیک مدارس نشان داده می شود، اما گاهاً بجای ماده سمی جیوه، از آب نمک استفاده می شود.

موتور کلاسیک DC دارای آرمیچری از آهنربای الکتریکی است. یک سوییچ گردشی به نام کموتاتور جهت جریان الکتریکی را در هر سیکل دو بار برعکس می کند تا در آرمیچر جریان یابد و آهنرباهای الکتریکی، آهنربای دائمی را در بیرون موتور جذب و دفع کنند.
سرعت موتور DC به مجموعه ای از ولتاژ و جریان عبوری از سیم پیچهای موتور و بار موتور یا گشتاور ترمزی، بستگی دارد. سرعت موتور DC وابسته به ولتاژ و گشتاور آن وابسته به جریان است. معمولاً سرعت توسط ولتاژ متغیر یا عبور جریان و با استفاده از تپ ها ( نوعی کلید تغییر دهنده وضعیت سیم پیچ ) در سیم پیچی موتور یا با داشتن یک منبع ولتاژ متغیر، کنترل می شود. بدلیل اینکه این نوع از موتور می تواند در سرعتهای پایین گشتاوری زیاد ایجاد کند ، معمولاً از آن در کاربردهای ترکشن (کششی) نظیر لکوموتیوها استفاده می کنند.

اما به هرحال در طراحی کلاسیک محدودیتهای متعددی وجود دارد که بسیاری از این محدودیت ها ناشی از نیاز به جاروبک هایی برای اتصال به کموتاتور است. سایش جاروبک ها و کموتاتور، ایجاد اصطکاک می کند و هرچه که سرعت موتور بالاتر باشد، جاروبک ها می بایست محکم تر فشار داده شوند تا اتصال خوبی را برقرار کنند.

نه تنها این اصطکاک منجر به سر و صدای موتور می شود بلکه این امر یک محدودیت بالاتری را روی سرعت ایجاد می کند و به این معنی است که جاروبک ها نهایتاً از بین رفته نیاز به تعویض پیدا می کنند. اتصال ناقص الکتریکی نیز تولید نویز الکتریکی در مدار متصل می کند. این مشکلات با جابجا کردن درون موتور با بیرون آن از بین می روند، با قرار دادن آهنرباهای دائم در داخل و سیم پیچ ها در بیرون به یک طراحی بدون جاروبک می رسیم.

سیلیکون پدیده ای جدیدی در صنعت برق

مزایا و علل استفاده:

سیلیکون دارای ساختمان نیمه آلی و نیمه غیر آلی است، عایق بسیار خوب و کنترل کننده میدان های الکتریکی است.
در برابر عوامل نامساعد محیط مانند درجه حرارت تا  170° C, آلودگی محیطی، اشعه UV، رطوبت ، خصوصا رطوبت آغشته به نمک، گاز ازن و غیره بسیار مقاوم است. این  مقاومت از خواص ذاتی سیلیکون است و برای ایجاد آن نیازی به افزودن ماده جداگانه ندارد. از آنجا که ساختمان زنجیر این پلیمر دارای پیوند:

می باشد, انرژی پیوندی زیاد این  اتصال، باعث ایجاد مقاومت های فوق می شود.

خاصیت هیدروفوبیک (آبگریزی) دارد و این خاصیت سبب می شود که آب روی آن لایه پیوسته تشکیل نداده و همواره به صورت قطعات مجزا باقی بماند که این امر از ایجاد جریان خزشی جلوگیری می کند.
خواص سیلیکون بر خلاف سایر پلیمر ها در طول زمان تغییر نکرده و گذشت زمان موجب طول عمر بیشتر آن می گردد.
نیاز به تعمیرات و نگهداری ندارد. چون سطح بسیار صاف آن از چسبیدن هرگونه آلودگی جلوگیری کرده و در محیط های بسیار آلوده اگر آلودگی روی سطح آن رسوب کند در اثر بارش باران یا وزش باد به راحتی پاک می شود.
سیلیکون ماده ای قابل انعطاف است و در اثر ضربه یا اصابت اجسام خارجی دچار شکستگی یا پارگی نمی شود.
به علت نرمی، بهتر از هر ماده سخت دیگری به سطوح ناصاف کابل می چسبد، فرورفتگی و برجستگی ها را پر کرده و به این ترتیب از ایجاد حباب (Gap) و تخلیه جزیی جلوگیری می شود.
در اثر تغییرات حرارتی، انقباض و انبساط کابل، چسبندگی سیلیکون به کابل تغییری نمی کند.
اگر در اثر جرقه یا هر عامل دیگری آسیبی به روکش سیلیکون وارد آید، چون لایه تخریب شده آن ماده ای غیر آلی است. هادی نمی باشد.