Электродвигатели постоянного тока

Электродвигатель постоянного тока - дорогая и сложная машина.  Электромотор постоянного тока состоит из якорной обмотки (ротора с якорной обмоткой), статора, щёточного узла. Электродвигатель постоянного тока - это  обратимая электрическая  машина, другими словами,  в специальных заданных параметрах способен функционировать  как генератор, т.е вырабатывать электрический ток.

На статоре, неподвижной часте,  электродвигателя постоянного тока находятся в соответствии с  от конструкцией:

1. Постоянные магниты;
2. Медные обмотки возбуждения , специальные  катушки, которые служат для наведения магнитного потока возбуждения;

Классификация электродвигателей  постоянного тока.

Двигатели делятся по  способу коммутации электрообмоток возбуждения.

1. Схемы независимого включения обмоток возбуждения.
2. Схема  параллельного включения обмоток возбуждения.
3. Схема последовательноговключения обмоток возбуждения.
4. Схема смешанного включения обмоток возбуждения.
   
   На любом  электродвигателе постоянного тока, ротор (его подвижная часть) состоит из многих катушек, на одну из которых подаётся питание в зависимости от угла поворота ротора относительно статора. Применение большого числа катушек необходимо для обеспечения оптимального взаимодействия между магнитными полями ротора и статора.

В коллекторный узел объединяются выводы всех катушек. Коллекторный узел обычно представляет собой кольцо из изолированных друг от друга пластин-контактов, расположенных по оси ротора. Существуют и другие конструкции коллекторного узла.

Щётка — неподвижный контакт (обычно графитовый или медно-графитовый). Щёточный узел необходим для подвода электроэнергии к катушкам на вращающемся роторе. Щётки часто размыкают и замыкают пластины-контакты коллектора ротора, как следствие при работе электродвигатели постоянного тока происходят переходные процессы в обмотках ротора. Эти процессы приводят к искрению на коллекторе, что значительно снижает ресурс ДПТ. Искрение уменьшают выбором взаимного положения полюсов ротора относительно статора, а также подключением внешних реактивных элементов.

Кроме того, при больших токах в роторе электродвигатели постоянного тока возникают мощные переходные процессы, в результате чего искрение может постоянно охватывать все пластины коллекора, независимо от положения щёток. Данное явление называется кольцевым искрением коллектора. Кольцевое искрение опасно тем, что одновременно выгорают все пастины коллектора и срок его службы значительно сокращается. Визуально кольцевое искрение проявляется в виде светящегося кольца около коллектора. Эффект кольцевого искрения коллектора не допустим, при проектировании приводов устанавливаются соответствующие ограничения на максимальные моменты (а следовательно и токи в роторе), развиваемые двигателем.

Принцип работы заключается в следующем: на рамку с током, находящуюся в магнитном поле возбуждения статора, действуют силы, создающие момент на роторе. Зависимость частоты от момента на валу ДПТ, она отображается в виде графика. Горизонтальная ось (абцисс) — момент на валу ротора, вертикальная ось (ординат) — частота вращения ротора. Механическая характеристика электродвигатели постоянного тока есть прямая, идущая с отрицательным наклоном.

Механическая характеристика электродвигатели постоянного тока строится при определённом напряжении питания обмоток ротора. В случае построения мех. характеристик для нескольких значений напряжения питания говорят о семействе механических характеристик ДПТ. Зависимость частоты от момента на вале ДПТ. Отображается в виде график. Горизонтальная ось (абцисс) — напряжение питания обмоток ротора, вертикальная ось (ординат) — частота вращения ротора. Регулировочная характеристика ДПТ есть прямая, идущая с положительным наклоном.

Регулировочная характеристика электродвигатели постоянного тока строится при определённом моменте, развиваемом двигателем. В случае построения регулировочных характеристик для нескольких значений напряжения питания говорят о семействе механических характеристик электродвигатели постоянного тока.

Управление электродвигатели постоянного тока осуществляется по току в обмотке двигателя, который пропорционален напряжению, приложенному к этой обмотке. Реакцию двигателя на данное напряжение при определённом внешнем моменте можно увидеть на соответствующей регулировочной характеристике. Регулировочная характеристика показывает скорость, которую двигатель достигнет в установившемся режиме.