Электрический двигатель постоянного тока: что это, принцип действия и сфера применения

Для того чтобы получить выполнение механической работы, применяют оборудование – двигатели постоянного тока. Их задача – преобразовывать один вид энергии в другой: электрическую в механическую.

Что такое электрический двигатель постоянного тока

Устройства данного типа распространены меньше, чем такие же устройства переменного тока. Причина: прибор дорогостоящий, его сложнее обеспечить питанием для работы. Также сама конструкция оборудования более сложная в сравнении с аналогичным двигателем переменного тока.

Несмотря на это, у ДПТ есть масса преимуществ. Первое – работа электрического двигателя постоянного тока проще регулируется. Для этого есть несколько способов. У прибора жесткие механические особенности, которые позволяют выполнить большой пусковой момент.

Как устроен прибор, рассказывает схема электрического двигателя постоянного тока. Конструкция в точности повторяет устройство двигателя переменного электротока. Но при этом знающий человек понимает принципиальность различий.

Основа – стальная станина. На ней расположены катушки. Чтобы улучшить свойства полюсов, между ними могут устанавливаться дополнительные полюса. Внутренняя часть содержит якорь, он, в свою очередь, представляет собой сердечник и коллектор. Установка якоря выполняется при помощи подшипника. Отличительной деталью является коллектор, его соединение осуществляется при помощи соединения со щетками. Это позволяет подавать или снимать напряжение с якорной цепи.

Механизмы действия

Катушки возбуждения и якоря находятся во взаимодействии, что и определяет принцип действия механизма ДПТ. Чтобы упрощенно понять, как работает данный двигатель, следует немного видоизменить саму конструкцию. К примеру, за якорь мы принимаем рамку, а за обмотку – постоянный магнит. Тогда, на момент протекания электрического потока по рамке, магнитное поле самого магнита начинает производить действия на рамку. Она начинает вращаться. А поскольку направление тока неизменно, то и вращение рамки также не меняется.

Теперь проще воспроизвести понимание, как именно работает ДПТ. Якорь вращается, поскольку на него начинает действовать магнитное поле машины. А поскольку вращение осуществляется в магнитном поле, то возникает ЭДС – электродвижущая сила. Данная сила направлена против направления тока. Именно поэтому ее еще называют противоэдс. Очень важно понимать, что электрическая мощность двигателя постоянного тока рассчитывается по формуле баланса мощностей. Учитывается напряжение на зажимах и противоэдс на величину падения напряжения в цепи якоря.

Классификация

Чтобы иметь полное представление, что подразумевает электрический двигатель постоянного тока https://ekb.energo1.com/catalog/elektrodvigateli_postoyannogo_toka/ и его принцип работы, следует детально рассмотреть его классификацию. Первое, что нужно уяснить: за переключение фаз у двигателя, который запитан от постоянного тока, отвечает сам двигатель.

То есть, несмотря на то, что на систему подается постоянный ток, внутренние составляющие прибора, а также магнитное поле становится движущимся. Это позволяет поддерживать момент вращения, как и при работе от переменного тока.

Двигатели постоянного тока различают по способу создания движущегося магнитного поля:

• Бесколлекторные (вентильные). В своей конструкции содержат электронные инверторы, они отвечают за переключение фаз.

• Коллекторные. Данный тип оснащается узлами. Они, в свою очередь, путем механических действий согласовывают питание обмотки и его составляющих, находящихся в движении. В конструкции может содержаться от 1 до 8 коллекторов. Что значительно расширяет область применения сооружения. К слову, данный тип оборудования может работать и на переменном токе.

Области применения

Несмотря на то что подача в электросети – преимущественно переменный ток, ДПТ используются часто. Практически все промышленное оборудование реализуется на базе двигателей постоянного тока. Особенно те, которые требуют точной регулировки частоты вращения.

В быту потребитель привык, что он использует переменный ток. Но это не говорит о том, что он не сталкивается с объектами постоянного тока. Самое распространенная область, где электрические двигатели постоянного тока используются – автомобилестроение. Так в грузовом транспорте рабочее напряжение составляет 24 вольт, а в легковом – 12 вольт. Получение энергии происходит от аккумуляторной батареи. Ежедневно автолюбитель использует постоянный ток: опускает стекла, управляет зеркалами, распределяет положение сидений, создает комфортный микроклимат в автомобиле.

Также возможно осуществить запуск транспортного средства при помощи двигателей с подачей постоянного электрического тока. И это можно увидеть не только в движении демонстрационных детских автомобилей на аккумуляторе в 12 вольт. На данном типе двигателя работают пригородные электропоезда, а также его действие можно наблюдать при разгоне троллейбуса. Действие выполняется достаточно плавно.

Использование ДПТ можно видеть в работе не только троллейбусов и электричек. Это можно наблюдать на работе метро, трамваев, электровозов, а также исполнительных устройств и подъемных механизмов. К последним относят, например, краны.

Свое применение ДПТ нашел и в строительстве. К таким устройствам относят: насосы, вентиляторы, лифтовые устройства. Также на их принципе основана работа вентиляционной системы, кондиционирования.

Резюме

Устройство электрического двигателя постоянного тока просто в использовании. Именно поэтому оно находит широкое применение в промышленности и быту. Оборудование встраивается в детские игрушки, компьютерную технику.

Также не нужно забывать и о недостатках ДПТ. Он дорогой в изготовлении. Если используется сеть переменного тока, то следует использовать выпрямители. Коллекторы имеют высокую степень износа. Поэтому их следует регулярно менять, проводить техобслуживание коллекторных узлов.