Тема: особенности и работа электрических машин постоянного тока.

Электромашина постоянного тока представляет собой электротехническое устройство, главная особенность которого выражается в различных способах преобразования электрической энергии постоянного тока в механическую энергию (с естественным выделением тепла), либо же наоборот, механическая энергия трансформируется в электроэнергию постоянного тока. Следует учесть, что данный тип электромашин имеет способность к обратимости процессов. Работа данного вида электрических машин, естественно проходит через явления электромагнитных преобразований. То есть, к примеру, в режиме работы электродвигателя электроэнергия постоянного тока образуя и взаимодействуя с магнитными полями в результате порождает механическое движение (процесс вращения вала двигателя).

В силу того, что устройство, конструкция, характеристики, принцип действия, физические процессы в работе устройств переменного тока и постоянного во многом различны, то следовательно и электрические машины постоянного тока имеют свои конструктивные особенности. Самой простой моделью электромашины постоянного тока является следующая электротехническая система: имеется статор, который выступает в роли неподвижной и опорной части устройства, есть ротор, что выполняет роль подвижного элемента машины. Вряд ли найдётся человек, в детстве не разбиравший обычный электромотор от собственноручно сломанной детской машинки. Внутри него были постоянные магниты, расположенные на внутренней части основания мотора (это и есть статор). Внутри статора находился ротор, имевший вид железного сердечника с намотанной на нём медной проволокой, концы которых припаяны к контактным лепесткам. Эта контактная часть называется коллектором.

                                                                                 

Итак, электрические машины постоянного тока при поступлении на них тока (постоянного) начинают вращаться. Это происходит потому, что заряженные частицы поступают на входные контакты и передаются через коллектор на обмотку двигателя, вокруг неё образуется электромагнитное поле. Вокруг постоянных магнитов, расположенных на статоре движка, также имеется своё поле. Естественно, одно поле стремится оттолкнуться или притянутся друг к другу (в зависимости от полюсов). В итоге сила взаимодействующих полей разворачивает подвижную часть электромашины на определённый угол. При вращении на коллекторе происходит смена электрических полюсов, что даёт новый толчок отталкивания магнитных полей ротора и статора. Вот и постоянное движение.

Подав на подобный электродвигатель переменное напряжение вышеописанного процесса не последует. Двигатель просто будет гудеть и греться, что приведёт его к поломке. Это происходит потому, что полюса переключаются быстро, а это ведёт к взаимному гашению магнитных сил. Только изменив принципиальную конструкцию можно добиться работоспособности этой электрической машины, сделав из ней машину переменного тока.

 

Электрические машины постоянного тока могут работать и как генераторы электроэнергии. Если в режиме работыдвигателя устройство машины движется за счёт толкания полей, первопричиной чему является движение зараженных частиц в обмотке ротора, то если начать вращать вал электрической машины, получим обратный эффект. Внутри медной обмотки имеются свободные электроны, которые в проводящем материале располагаются хаотичным образом, и вокруг которых существует своё электромагнитное поле. При вращении ротора, а следовательно и перемещая медную катушку в магнитном поле постоянных магнитов, мы воздействуем на свободные электроны внутри меди. Это заставляет их упорядочиваться и начинать движение (если электрическая цепь замкнута). Если цепь разомкнута, то при механическом движении вала электрической машины постоянного тока на еёклеммах будет возникать постоянное напряжение определённой величины.