Электромагнитный двигатель

Электромагнитный двигатель постоянного тока состоит из полюсов статора, ротора (якоря), коллектора (широко известного как коллектор), щеток, корпуса, подшипников и т. д.
Полюса статора (главные полюса) электромагнитного двигателя постоянного тока состоят из железного сердечника и обмотки возбуждения. В соответствии с различными методами возбуждения (в старом стандарте называемыми возбуждением) его можно разделить на двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением, двигатели постоянного тока с шунтирующим возбуждением, двигатели постоянного тока с раздельным возбуждением и двигатели постоянного тока с составным возбуждением. Из-за разных методов возбуждения законы потока в полюсе статора (генерируемого катушкой возбуждения полюса статора после подачи питания) также различны.
Обмотка возбуждения и обмотка ротора двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением соединены последовательно через щетки и коммутаторы. Ток возбуждения пропорционален току якоря. Поток статора увеличивается с увеличением тока возбуждения. Крутящий момент примерно пропорционален квадрату тока якоря. Скорость быстро снижается с увеличением крутящего момента или тока. Его пусковой крутящий момент может превышать номинальный крутящий момент более чем в 5 раз, а крутящий момент кратковременной перегрузки может превышать номинальный крутящий момент более чем в 4 раза. Скорость изменения скорости велика, а скорость холостого хода очень высока (обычно не допускается работа без нагрузки). Регулирование скорости может быть достигнуто включением внешнего резистора последовательно (или параллельно) с последовательно-возбуждаемой обмоткой или включением последовательно-возбуждаемой обмотки параллельно.
Обмотка возбуждения двигателя постоянного тока с шунтовым возбуждением включена параллельно обмотке ротора, и ее ток возбуждения относительно постоянен. Пусковой момент пропорционален току якоря, а пусковой ток примерно в 2,5 раза превышает номинальный ток. Скорость немного снижается с увеличением тока и крутящего момента, а момент кратковременной перегрузки в 1,5 раза превышает номинальный крутящий момент. Скорость изменения скорости небольшая, 5%~15%. Скорость можно регулировать, ослабляя постоянную мощность магнитного поля.
Обмотка возбуждения двигателя постоянного тока с отдельным возбуждением подключена к независимому источнику питания возбуждения, ее ток возбуждения также относительно постоянен, а пусковой момент пропорционален току якоря. Изменение скорости также составляет 5–15%. Скорость можно увеличить, ослабив магнитное поле постоянной мощности, или уменьшить, уменьшив напряжение обмотки ротора.
Помимо шунтовой обмотки, полюс статора двигателя постоянного тока со смешанным возбуждением также оснащен обмоткой последовательного возбуждения (с меньшим количеством витков), включенной последовательно с обмоткой ротора. Направление магнитного потока, создаваемого последовательной обмоткой, такое же, как и у основной обмотки. Пусковой крутящий момент примерно в 4 раза превышает номинальный крутящий момент, а момент кратковременной перегрузки примерно в 3,5 раза превышает номинальный крутящий момент. Скорость изменения скорости составляет 25–30 % (относительно последовательной обмотки). Скорость можно регулировать, ослабляя силу магнитного поля.
Сегменты коллектора изготовлены из таких сплавов, как серебро-медь и кадмий-медь, и отлиты из высокопрочного пластика. Щетки находятся в скользящем контакте с коллектором, обеспечивая подачу тока якоря в обмотку ротора. В щетках электромагнитных двигателей постоянного тока обычно используются металлические графитовые щетки или графитовые щетки с гальваническим покрытием. Сердечник ротора изготовлен из ламинированных листов кремнистой стали, обычно с 12 пазами и 12 наборами якорных обмоток, встроенными в него. Обмотки соединяются последовательно, а затем подключаются к 12 сегментам коммутатора соответственно.