Ηλεκτρομαγνητικός κινητήρας

Ο ηλεκτρομαγνητικός κινητήρας συνεχούς ρεύματος αποτελείται από πόλους στάτη, ρότορα (οπλισμός), μεταγωγέα (κοινώς γνωστός ως μεταγωγέας), βούρτσες, περίβλημα, ρουλεμάν κ.λπ.
Οι πόλοι του στάτη (κύριοι πόλοι) του ηλεκτρομαγνητικού κινητήρα συνεχούς ρεύματος αποτελούνται από πυρήνα σιδήρου και περιέλιξη διέγερσης. Σύμφωνα με τις διαφορετικές μεθόδους διέγερσης (που στο παλιό πρότυπο ονομαζόταν διέγερση), μπορεί να χωριστεί σε κινητήρες συνεχούς διέγερσης σειράς, κινητήρες συνεχούς ρεύματος με διέγερση με διακλάδωση, κινητήρες συνεχούς ρεύματος με διέγερση ξεχωριστά και κινητήρες συνεχούς διέγερσης με σύνθετη διέγερση. Λόγω των διαφορετικών μεθόδων διέγερσης, οι νόμοι της ροής του πόλου του στάτη (που δημιουργείται από το πηνίο διέγερσης του πόλου του στάτη μετά την τροφοδοσία ρεύματος) είναι επίσης διαφορετικοί.
Η περιέλιξη διέγερσης και η περιέλιξη του ρότορα του κινητήρα συνεχούς ρεύματος με διέγερση σειράς συνδέονται σε σειρά μέσω βουρτσών και μεταγωγέων. Το ρεύμα διέγερσης είναι ανάλογο με το ρεύμα του οπλισμού. Η ροή του στάτη αυξάνεται με την αύξηση του ρεύματος διέγερσης. Η ροπή είναι περίπου ανάλογη με το τετράγωνο του ρεύματος του οπλισμού. Η ταχύτητα μειώνεται γρήγορα με την αύξηση της ροπής ή του ρεύματος. Η ροπή εκκίνησης μπορεί να φτάσει περισσότερο από 5 φορές την ονομαστική ροπή και η βραχυπρόθεσμη ροπή υπερφόρτισης μπορεί να φτάσει περισσότερο από 4 φορές την ονομαστική ροπή. Ο ρυθμός αλλαγής ταχύτητας είναι μεγάλος και η ταχύτητα χωρίς φορτίο είναι πολύ υψηλή (γενικά δεν επιτρέπεται η λειτουργία χωρίς φορτίο). Η ρύθμιση της ταχύτητας μπορεί να επιτευχθεί συνδέοντας μια εξωτερική αντίσταση σε σειρά (ή παράλληλα) με το τύλιγμα διεγερμένης σειράς ή με παράλληλη εναλλαγή της περιέλιξης διεγερμένης σειράς.
Η περιέλιξη διέγερσης του κινητήρα συνεχούς ρεύματος με διέγερση συνδέεται παράλληλα με την περιέλιξη του ρότορα και το ρεύμα διέγερσής του είναι σχετικά σταθερό. Η ροπή εκκίνησης είναι ανάλογη με το ρεύμα του οπλισμού και το ρεύμα εκκίνησης είναι περίπου 2,5 φορές το ονομαστικό ρεύμα. Η ταχύτητα μειώνεται ελαφρώς με την αύξηση του ρεύματος και της ροπής και η βραχυπρόθεσμη ροπή υπερφόρτωσης είναι 1,5 φορές η ονομαστική ροπή. Ο ρυθμός αλλαγής ταχύτητας είναι μικρός, 5%~15%. Η ταχύτητα μπορεί να ρυθμιστεί εξασθενώντας τη σταθερή ισχύ του μαγνητικού πεδίου.
Η περιέλιξη διέγερσης του ξεχωριστά διεγερμένου κινητήρα συνεχούς ρεύματος συνδέεται με μια ανεξάρτητη τροφοδοσία διέγερσης και το ρεύμα διέγερσής του είναι επίσης σχετικά σταθερό και η ροπή εκκίνησης είναι ανάλογη με το ρεύμα οπλισμού. Η αλλαγή ταχύτητας είναι επίσης 5%~15%. Η ταχύτητα μπορεί να αυξηθεί με την αποδυνάμωση της σταθερής ισχύος του μαγνητικού πεδίου ή να μειωθεί με τη μείωση της τάσης της περιέλιξης του ρότορα.
Εκτός από την περιέλιξη διακλάδωσης, ο πόλος του στάτορα του σύνθετου διεγερμένου κινητήρα συνεχούς ρεύματος είναι επίσης εξοπλισμένος με μια περιέλιξη διεγερμένης σειράς (με λιγότερες στροφές) σε σειρά με την περιέλιξη του ρότορα. Η κατεύθυνση της μαγνητικής ροής που δημιουργείται από την περιέλιξη σειράς είναι η ίδια με αυτή της κύριας περιέλιξης. Η ροπή εκκίνησης είναι περίπου 4 φορές η ονομαστική ροπή και η βραχυπρόθεσμη ροπή υπερφόρτωσης είναι περίπου 3,5 φορές η ονομαστική ροπή. Ο ρυθμός αλλαγής ταχύτητας είναι 25%~30% (σε σχέση με τη σειρά περιέλιξης). Η ταχύτητα μπορεί να ρυθμιστεί εξασθενώντας την ένταση του μαγνητικού πεδίου.
Τα τμήματα του μεταγωγέα του μεταγωγέα είναι κατασκευασμένα από υλικά κραμάτων όπως ασήμι-χαλκός και κάδμιο-χαλκός και είναι χυτευμένα με πλαστικό υψηλής αντοχής. Οι βούρτσες βρίσκονται σε ολισθαίνουσα επαφή με τον μεταγωγέα για να παρέχουν ρεύμα οπλισμού στην περιέλιξη του ρότορα. Οι βούρτσες των ηλεκτρομαγνητικών κινητήρων συνεχούς ρεύματος χρησιμοποιούν γενικά μεταλλικές βούρτσες γραφίτη ή βούρτσες από επιμεταλλωμένο γραφίτη. Ο πυρήνας του ρότορα είναι κατασκευασμένος από ελασματοποιημένα φύλλα πυριτίου χάλυβα, γενικά με 12 σχισμές και 12 σετ περιελίξεων οπλισμού ενσωματωμένες σε αυτόν. Οι περιελίξεις συνδέονται σε σειρά και στη συνέχεια συνδέονται με τα 12 τμήματα του μεταγωγέα αντίστοιχα.