Двигатель постоянного тока

Ротор (Якорь) Статор Щетки Коллектор (полукольца)

Для непрерывного вращения рамки в магнитном поле необходимо устройство, регулирующее поступление тока каждые пол-оборота рамки. Такое устройство называется коллектором, и в простейшем случае представляет собой два металлических полукольца, закреплённых на общей оси. Коллектор и проволочные обмотки, закреплённые на цилиндрическом сердечнике, образуют подвижную часть электродвигателя – ротор (от лат. «рото» – вращаюсь). Неподвижная часть электродвигателя называется статором (от лат. «статор» – стоящий). На нём закреплены магниты или электромагниты, упругие контакты (их техническое название «щётки»), клеммы, а также подшипники для облегчения вращения ротора.

Важные достоинства двигателя постоянного тока – лёгкость пуска под нагрузкой и регулировки скорости вращения. Это даёт возможность широко применять такие двигатели на транспорте (трамваи, троллейбусы), в подъёмниках и т.п. КПД большинства электродвигателей более 90%, что гораздо выше, чем КПД двигателей внутреннего сгорания. Недостатки двигателей постоянного тока обусловлены наличием коллектора. Это искрение, сопровождаемое возникновением радиопомех, истирание (износ) коллектора и щёток, загрязнение подшипников образующейся при этом пылью. Поэтому приходится время от времени останавливать работу и ремонтировать двигатель.

Основной рабочей характеристикой электродвигателя постоянного тока является вращающий момент, создаваемый на валу двигателя силой Ампера, действующей на проводник с током в обмотке якоря. M = 2FrN r- радиус якоря, N – число витков в обмотке M = 2IBlrN I – сила тока в обмотке, В – индукция магнитного поля, l – длина проводника 2lr = S – площадь рамки BS = Ф – магнитный поток через рамку M = NIФ Меняя силу тока можно изменять скорость вращения рамки, а направление вращения можно менять изменяя направление тока.

Задача КПД = 83%