Принцип роботидвигунів постійного струму заснований на здатності магнітного поля створювати електромагнітну силу, яка діє на провідник зі струмом у цьому полі
Будова машин постійного струму.Призначення основних елементів
Статор машини постійного струму складається зі станини і осердя. Станину виготовляють з маловуглецевої сталі, яка має значну магнітну проникність. Тому станина є також і магнітопроводом. до станини із середини прикріплюють болтами полюси, котрі складаються з осердя, полюсного наконечника і котушки.
Розрізняють основні й додаткові полюси. Основні полюси збуджують магнітне поле; тому обмотки їх котушок називають обмотками збудження. Додаткові полюси встановлюють у машинах підвищеної потужності (понад 1 кВт) для поліпшення роботи машини; обмотку додаткових полюсів з'єднують послідовно з обмоткою ротора (якоря).
Ротор (якір) машини постійного струму складається з осердя й обмотки. Осердя якоря набирають з тонких листів електротехнічної сталі, ізольованих один від одного лаковим покриттям, що зменшує втрати на вихрові струми. У пази осердя вкладають обмотку якоря. В осерді якоря роблять вентиляційні канали. Щоб струм від обмотки якоря в зовнішнє коло (у генераторі) або із зовнішнього кола до обмотки якоря (у двигуні) проходив в одному й тому самому напрямі, у машині постійного струму встановлюють колектор Набирають його з мідних пластин, ізольованих одна від одної міканітовими прокладками. Кожну пластину колектора з'єднують з одним або кількома витками обмотки якоря. Осердя якоря і колектор закріплюють на одному валу. Отже, колектор — це пристрій, який конструктивно об'єднаний з якорем (ротором) електричної машини і є механічним перетворювачем частоти. По ізольованих один від одного і приєднаних до витків обмотки якоря пластинах, що становлять колектор, ковзають струмознімні щітки Через ці щітки й колектор обмотка якоря приєднується до зовнішнього електричного кола. Щітки вставляють в обойми щіткотримача і притискують до колектора пружинами.
Під час роботи машини щітки ковзають по колектору. Щіткотримачі кріплять до траверси.
Принцип дії двигунів постійного струму
Принцип роботидвигунів постійного струму заснований на здатності магнітного поля створювати електромагнітну силу, яка діє на провідник зі струмом у цьому полі.
Якщо двигун включений в мережу постійної напруги, то при взаємодії магнітного поля, створеного обмоткою збудження, і струму в провідниках якоря виникає обертаючий момент, що діє на якір:
(1)
(2)
де К М - коефіцієнт, що залежить від конструктивних параметрів машини, Ф - магнітний потік одного полюса; I Я - струм якоря.
Якщо момент двигуна при n = 0 перевищує гальмуючий момент, яким навантажений двигун, то якір почне обертатися. При збільшенні частоти обертання n зростає индуцируемая в якорі ЕРС. Це призводить до зменшення струму якоря:
(3)
де r Я - опір якоря.
Наслідком зменшення струму I Я є зменшення моменту двигуна. При рівності моментів двигуна і навантаження частота обертання перестає змінюватися.
Напрямок моменту двигуна і, отже, напрямок обертання якоря залежать від напрямку магнітного потоку і струму в провідниках обмотки якоря. Щоб змінити напрямок обертання двигуна, слід змінити напрямок струму якоря або струму збудження.