1. Принцип работы электродвигателя описан в разделе «Основы электротехники и электроники».
При взаимодействии магнитного поля обмоток якоря с магнитным полем статора, в обмотках якоря возникают силы.
На Рис. 4.1 показано поле статора, образованное полюсами магнита N и S, виток обмотки якоря и коллектор, который всегда направляет ток через обмотку якоря в одну сторону. Для этого коллектор выполнен в виде разрезного кольца, к которому подводится ток через два медно-графитовых блока, называемых щетками, прижатых к коллектору слабыми пружинами.
Рис. 4.1 Простейший электродвигатель постоянного тока
2. Якорь настоящего электродвигателя имеет большое число обмоток, подключенных к сегментам коллектора, поэтому крутящий момент якоря практически не зависит от взаимного положения его обмоток и полюсов статора.
Обмотки якоря проложены в пазах железного сердечника, который образует магнитопровод для магнитного поля статора (см. Рис. 4.2).
Рис. 4.2 Типичные конструкции якоря электродвигателя
Магнитный поток хорошо проходит через железо, но плохо – через воздух, поэтому воздушные зазоры должны быть сведены к минимуму.
Сердечник якоря изготовлен из тонких листов железа, крепко сжатых в пакет, но изолированных один от другого для предотвращения индукционных токов, которые могут вызвать дополнительный нагрев якоря и потери мощности.
3. Основное магнитное поле статора может быть образовано, как постоянным магнитом, так и электромагнитом, выполненным в виде обмоток (см. Рис. 4.3).
Рис. 4.3 Магнитное поле зависит от числа витков обмотки и проходящего через нее тока
Стартеры с постоянным электромагнитом применялись в некоторых ранних конструкциях стартеров. Они имеют по сравнению с электромагнитным возбуждением некоторые преимущества в весе и простоте устройства.
Полезно заметить:
а) Сила, действующая на проводник якоря, а следовательно, и крутящий момент, зависит от напряженности магнитного поля.
б) Напряженность магнитного поля есть произведение: Число витков обмотки (N)
х Ток, протекающий через обмотку (I)
Этот параметр называется “ампер-витками”.
Из этого следует, что создать требуемое магнитное поле конструктор может большим числом витков обмотки при малом токе, либо большим током в малом числе витков.
Обычно стартеры имеют конструкцию второго типа. Статорная обмотка в них соединена последовательно с обмоткой якоря, т.е. эти электродвигатели имеют последовательное возбуждение.
4. Наконец, сила, действующая на виток якоря, а следовательно, и крутящий момент есть произведение:
Напряженность магнитного поля х Ток якоря
Рис. 4.4 Электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением
