Щеточный электродвигатель двигатель постоянного тока во многом простейшие электродвигатели. Все щеточные электродвигатели работают одинаковым образом. Существует статор (большая неподвижная часть) и ротор (меньшая часть с обмоткой на оси внутри статора). Есть магниты на статоре и катушки на роторе, которая магнитно заряжена за счет подачи тока к нему. Щетки отвечают за передачу тока от стационарного источника напряжения постоянного тока до вращающегося ротора. В зависимости от положения ротора его магнитный заряд будет изменяться и производить движение в двигателе. Анимация ниже, дополнительно объясняет основные принципы работы двигателя постоянного тока. Использование источника питания постоянного тока, необходимо очень многим средствам управления. Для управления мощностью в линию переменного сопротивления может быть включено реле напряжения, чтобы изменить величину тока, достигающего катушки.
Двигатель постоянного тока
Анимация выше показывает как двигатель постоянного тока работает. Показанный двигатель является упрощенным «двухфазным» двигателем, который использует только два магнита статора. В этом случае магниты статора являются постоянными магнитами для простоты. Двигатель постоянного тока может быть очень сложным, когда добавляют больше полюсов, но стандарт щеточного двигателя постоянного тока любой конфигурации работает на тех же принципах, проиллюстрированных здесь. Щетки обеспечивают ток от источника напряжения постоянного тока, который подает магнитное поле к тому концу ротора. Полярность поля зависит от протекания тока. Поскольку ротор вращается, щетки в контакте с одной стороны от источника постоянного тока, а затем на короткое время не соприкасаются с чем-нибудь, а затем продолжается контакт с другой стороной источника постоянного тока эффективно изменяя полярности ротора. Время этого изменения определяется геометрической установкой щеток подходящих к источнику постоянного тока. Анимация помогает проиллюстрировать, как в момент максимального притяжения ток изменит направление, и, таким образом, изменения полярности ротора. На данный момент максимальное притяжение внезапно смещается в сторону максимального отталкивания, придающая крутящий момент на валу ротора и заставляет двигатель вращаться.
Компоненты двигателя постоянного тока: СТАТОР: Статор состоит либо из постоянного магнита или электромагнитных обмоток. Статор генерирует стационарное магнитное поле вокруг ротора, который занимает центральную часть двигателя.
Арматура (ротора): Арматура состоит из одного или нескольких электрических обмоток вокруг плеч якоря. Эти электрические обмотки генерируют магнитное поле при подаче питания от внешнего тока. Магнитные полюса, таким образом, порождаемые этим полем ротора притягиваются к противоположным полюсам, генерируемых полем статора и отталкиваются одноименными полюсами, что приводит якорь во вращение.
КОММУТАТОР: Двигатель постоянного тока не использует внешний ток переключающего устройства, вместо этого используется механический соединитель, называемый коммутатор, который является сегментированным рукавом, обычно изготовлен из меди, установленный на вращающемся валу. Ток +/- подается на этот сегмент коммутатора с помощью кисти.
ЩЕТКИ: По мере того как двигатель поворачивается, щетки скользят по сегментам, следовательно, создается переменное магнитное поле в разных плечах через коллекторные сегменты присоединенные к обмоткам. Следовательно, динамическое магнитное поле генерируется в двигателе, когда напряжение прикладывается к щеткам.
Устройство двигателя постоянного тока
Щеточный двигатель постоянного тока имеет механический скользящий контакт между щетками и коллекторным воротником. Щетки и пружины, имеют необходимость замены время от времени. Коммутатор также нуждается в периодической чистки или замене.