Принцип работы
Двигатели 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:
- С 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 двигателя 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 противо-ЭДС, ток якоря уменьшается - ступени выключаются одна за другой.
Регулирование скорости вращения двигателя 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 двигателей постоянного тока
Преимущества:
- Практически линейные характеристики двигателя:
- механическая характеристика (зависимость частоты от момента)
- регулировочная характеристика (зависимость частоты от напряжения якоря)
- Просто регулировать частоту вращения в широких пределах
- Большой пусковой момент
- Компактный размер.
Недостатки:
- Дополнительные расходы на профилактическое обслуживание коллекторно-щёточных узлов
- Ограниченный срок службы из-за износа коллектора
- Дороже асинхронных двигателей.