Електродвигун постійного струму: пристрій, робота, застосування

Робота розглянутого в цій статті агрегату цілком залежить від явища електромагнітної індукції. Це основний принцип роботи електродвигуна постійного струму. Загальновідомо, що на провідник з проходять по ньому струмом поміщений в зону магнітного поля, надає дію сила, яку можна визначити відповідно до Правила лівої руки: F = B * I * L, де I -електрічеський струм, B - індукція поля-L - розрахункова довжина. Перетинаючи магнітні силові лінії, провідник набуває електрорушійну силу, яка по відношенню до течії струму направлена проти нього, а називається зворотної чи протидіє. Електродвигун постійного струму переробляє потужність в механічний вид енергії, але також частково витрачає її на нагрівання.

При поверхневому розгляді механічного пристрою агрегату можна помітити наступне: склад електродвигуна постійного струму відносно простий, він представлений індуктором і якорем, які ізольовані повітряним зазором.

Індуктор створює нерухоме магнітне поле машини і, в свою чергу, складається з станини, полюсів (головних і додаткових). На станині кріпляться полюса, а сама підкладка бере участь в магнітної ланцюга установки. Головні полюса містять обмотки збудження, що створюють магнітне поле, а додаткові - котушку для поліпшення з'єднання.

Електродвигун постійного струму оснащений якорем з окремих листів, дротяної котушки і колектора (насаджений на вал циліндр з мідних пластин). Знімання струму здійснюється за допомогою щіток. Вони закріплені і утримуються в певному положенні, що забезпечує необхідну силу натиснення на поверхню колектора.

Під час роботи електродвигун постійного струму переміщує щітки по поверхні обращающегося колектора таким способом, що вони постійно переходять від однієї пластини на іншу. Так перемикаються паралельні секції котушки якоря і струм в них змінюється. Процес, а також явища, пов'язані з ним, називають комутацією. ЕРС викликає додатковий струм, який надає нерівномірний розподіл щільності енергії на поверхні щіток. Саме це і є основна причина іскріння колектора (по інтенсивності цього явища оцінюється якість комутації і визначається градація її ступенів).

Електродвигун постійного струму здатний зазнавати збудження - створення в ньому магнітного поля, необхідного в роботі пристрою. Вони діляться на чотири групи (за способом збудження):

• Незалежне, у якого обмотка живиться від стороннього джерела постійного струму.
• Паралельне - обмотка включається паралельно джерелу котушки якоря.
• Послідовне - включена послідовно.
• Змішаний тип (з послідовною і паралельною котушками збудження).

У перший момент пуску якір нерухомий і напруга в ньому дорівнює нулю. Опір невелика, тому початковий струм може в 10-20 разів перевищувати номінальний. Для забезпечення плавності пуску застосовують ступінчастий реостат, величина опору якого обирається по можливому пусковому струму двигуна.