Принцип работы электродвигателей постоянного тока

На статоре находится индукторная обмотка (обмотка возбуждения), на которую подаётся постоянный ток - в результате создаётся постоянное магнитное поле (поле возбуждения). В двигателях с постоянными магнитами поле возбуждения создаётся постоянными магнитами.

В обмотку ротора (якорная обмотка) также подаётся постоянный ток, на который со стороны магнитного поля статора действует сила Ампера - создаётся вращающий момент, который поворачивает ротор на 90 электрических градусов, после чего щёточно-коллекторный узел коммутирует обмотки ротора – вращение продолжается.

По способу возбуждения двигатели постоянного тока делятся на четыре группы:

• c независимым возбуждением - обмотка возбуждения питается от независимого источника;
• с параллельным возбуждением - обмотка возбуждения включается параллельно источнику питания обмотки якоря;
• с последовательным возбуждением - обмотка возбуждения включена последовательно с обмоткой якоря;
• со смешанным возбуждением - у двигателя есть две обмотки: параллельная и последовательная.

Пуск электродвигателя постоянного тока

При прямом пуске ток якоря может на порядок превышать номинальный, поэтому при пуске в цепь якоря вводится пусковое сопротивление (пусковой реостат). Для плавного пуска реостат делают ступенчатым - в первый момент включаются все ступени (максимальное сопротивление), по мере разгона двигателя растёт противоЭДС, ток якоря уменьшается - ступени выключаются одна за другой.

Регулирование скорости вращения электродвигателя постоянного тока

• скорость ниже номинальной регулируется напряжением на якоре (мощность при этом пропорциональна скорости, момент неизменен);
• скорость выше номинальной регулируется током обмотки возбуждения - чем слабее поле возбуждения, тем выше скорость (момент падает при постоянной мощности).

Регулирование питания якоря и обмотки возбуждения осуществляется с помощью тиристорных преобразователей (приводов постоянного тока).

Преимущества и недостатки электродвигателей постоянного тока.

Преимущества:

• практически линейные характеристики двигателя;
• механическая (зависимость частоты от момента);
• регулировочная (зависимость частоты от напряжения якоря);
• простота регулировки частоты вращения в широких пределах;
• большой пусковой момент;
• компактные размеры.

Недостатки:

• расходы на профилактическое обслуживание коллекторно-щёточных узлов;
• ограниченный срок службы из-за износа коллектора;
• высокая стоимость по сравнению с асинхронными электродвигателями.