Двигатель постоянного тока

Электродвигатели постоянного тока применяют в тех электроприводах, где требуется большой диапазон регулирования скорости, большая точность поддержания скорости вращения привода, регулирования скорости вверх от номинальной. Это электропривод тепловозов, электровозов, теплоходов, карьерных самосвалов, а также стартёры автомобилей, тракторов.

Работа электрического двигателя постоянного тока основана на явлении электромагнитной индукции. Из основ электротехники известно, что на проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила, определяемая по правилу левой руки:F = BIL, где I — ток, протекающий по проводнику, В — индукция магнитного поля; L — длина проводника. При пересечении проводником магнитных силовых линий машины в нем наводится электродвижущая сила, которая по отношению к току в проводнике направлена против него, поэтому она называется обратной или противодействующей. Электрическая мощность в двигателе преобразуется в механическую и частично тратится на нагревание проводника. Конструктивно все электрические двигатели постоянного тока состоят из индуктора и якоря, разделенных воздушным зазором. Индуктор электродвигателя постоянного тока служит для создания неподвижного магнитного поля машины и состоит из станины, главных и добавочных полюсов. Станина служит для крепления основных и добавочных полюсов и является элементом магнитной цепи машины. На главных полюсах расположены обмотки возбуждения, предназначенные для создания магнитного поля машины, на добавочных полюсах - специальная обмотка, служащая для улучшения условий коммутации. Якорь электродвигателя постоянного тока состоит из магнитной системы, собранной из отдельных листов, рабочей обмотки, уложенной в пазы, и коллектора служащего для подвода к рабочей обмотке постоянного тока.

Коллектор представляет собой цилиндр, насаженный на вал двигателя и избранный из изолированных друг от друга медных пластин. На коллекторе имеются выступы-петушки, к которым припаяны концы секций обмотки якоря. Съем тока с коллектора осуществляется с помощью щеток, обеспечивающих скользящий контакт с коллектором. Щетки закреплены в щеткодержателях, которые удерживают их в определенном положении и обеспечивают необходимое нажатие щетки на поверхность коллектора. Щетки и щеткодержатели закреплены на траверсе, связанной с корпусом электродвигателя. По способу возбуждения электрические двигатели постоянного тока делят на четыре группы: 1. С независимым возбуждением, у которых обмотка возбуждения, питается от постороннего источника постоянного тока. 2. С параллельным возбуждением, у которых обмотка возбуждения включается параллельно источнику питания обмотки якоря. 3. С последовательным возбуждением, у которых обмотка возбуждения включена последовательно с якорной обмоткой. 4. Двигатели со смешаным возбуждением, у которых имеется последовательная и параллельная обмотки возбуждения.

Достоинства ДПТ: простота устройства и управления; практически линейные механическая и регулировочная характеристики двигателя; легко регулировать частоту вращения; хорошие пусковые свойства (большой пусковой момент); так как ДПТ являются обратимыми машинами,появляется возможность использования их как в двигательном, так и в генераторном режимах.

Недостатки ДПТ: дороговизна изготовления; необходимость профилактического обслуживания коллекторно-щёточных узлов; ограниченный срок службы из-за износа коллектора.