Схема подключения коллекторного двигателя: ПОДКЛЮЧЕНИЕ КОЛЛЕКТОРНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Рассмотрим устройство и схемы подключения коллекторного двигателя.

Содержание

• 1 Схема подключения
• 2 КД: виды, принцип работы, схемы
• 3 Универсальные КД
• 4 КД с индуктором на постоянных магнитах
• 5 Независимые катушки
• 6 Однофазный асинхронный электродвигатель
• 7 Конфигурация управления двигателем с Ардуино
• 8 Управление работой двигателя
• 9 Плюсы и минусы представленных устройств
• 10 Типовые поломки

Широкая область применения моторов обусловлена их компактностью, малым весом, легкостью управления, сравнительно невысокой стоимостью. Наиболее востребованы в этом производственном сегменте электродвигатели малой мощности с высокой частотой вращения.

Коллекторный двигатель — это устройство, которое вбирает в себя все плюсы машин постоянного тока, вследствие чего имеет схожие с ними параметры. Различаются такие машины лишь тем, что корпус неподвижной части устройства сделан из частных пластин динамной стали. Такая особенность нужна для сокращения расходов вихревых токов. Эффективная работа двигателя достигается путем последовательного подключения к сети 220в обмотки возбуждения конструкции.
Такие устройства называются универсальными за счет функционирования от обоих видов тока. Мотор содержит тахогенератор и электро-графитовых щеток, прижимающихся к коллектору. Ротор вращается из-за контакта в обмотке якоря и обмотки статора. Далее осуществляется подключение коллекторного механизма к источнику напряжения.
Принцип действия коллектора можно пронаблюдать в тривиальном эксперименте с вращением рамки, находящейся между магнитными полюсами. Протекающий ток заставляет рамку крутиться под влиянием динамических сил. Изменив направление тока в рамке, её направление останется прежним.
Момент максимума достигается если последовательно подключить обмотки статора, что влечет за собой увеличенные обороты холостого хода.

Схема подключения

Примитивная схема подключения содержит десяток контактов на планке их соединения. Через них ток идёт до нужной щетки и попадает на коллектор и обмотку якоря. Затем переходит на следующую щетку и попадает на нейтраль. Такая система обеспечивает однонаправленность момента, потому что соединение обмоток осуществляется последовательно и создает возможность для одновременного изменения магнитных полюсов.
Для изменения стороны вращения можно поменять расположение выходов обмоток. Напрямую включение машины производится исключительно в совокупности статора и ротора. Тогда включаются все мощности мотора, из-за этого использование устройства ограничивается до 15 секунд.

КД: виды, принцип работы, схемы

В быту используются двигатели с механическим способом изменения направления тока в секциях. Этот вид машин именуют коллекторными (далее КД).
Разберем данные типы конструкций, их процесс работы и особенности их структуры. Также разберем их плюсы и минусы, приведем сферы их применения.

Устройство

КД включает в себя ротор, статор, щетки и тахогенератор:

1. Ротор — вращающийся элемент устройства.
2. Щетки – основной элемент контактов, по которому подаётся напряжение.
3. Статор — неподвижная часть машины, может состоять из одного или двух магнитов.
4. Тахогенератор – это механизм, отслеживающий параметры вращения. Если равномерность вращения нарушается, прибор вводит корректировки в напряжение.

Простота регулировки скорости коллекторного двигателя определяется тем, что скорость вращения прямо зависит от величины поданного напряжения.
Кроме этого, важной особенностью является то, что ось вращения непосредственно можно присоединять к вращающемуся инструменты без использования промежуточных механизмов.
Классификация КД
Классификаций данных машин, как принято, существует две:

1. Те, что работают за счет постоянного источника. Такие устройства обладают лучшим пусковым моментом, удобной настройкой частоты ротации и понятной структурой.
2. Универсальные. Работают независимо от вида тока. Отличаются компактными габаритами, дешевизной и понятным управлением.

Первые, разделяются на две категории, определяющейся механизмом работы индуктора. Чаще всего расположены на постоянных магнитах, либо на особых электромагните. Благодаря магнитному потоку они образуют вращение. Существуют разные двигатели с катушками возбуждения, обычно они разнятся по видам обмоток. Существуют независимые, параллельные, последовательные и смешанные типы обмоток.
Рассмотрев виды, разберемся с каждым отдельно.

Универсальные КД

Ниже описана разбираемый нами тип. Такая конструкция типична для большинства машин этого вида.

Это устройство состоит из механического коммутатора, щеткодержателей, сердечника статора(состоит из листов, сделанных из динамной стали), обмоток статора(в индукторе) и вала якоря.
Для данных машин существует последовательное и параллельное возбуждение, но вторая версия на данный момент не выпускается, поэтому рассмотрим первую. Схема, использующая последовательный вариант КД описана далее.

В настоящее время производители практически отказались от КД и перешли на использование бесколлекторных машин. Раньше КД применялись для бытовых устройств, например, кухонных комбайнов, стиральных машин.
Далее рассмотрим машины, использующие постоянное напряжение.

КД с индуктором на постоянных магнитах

По своему устройству такие механизмы в отличие от предыдущих используют постоянные магниты.

Данный вид КД стал куда более популярным, чем остальные электромашины этого типа.
Такую разницу можно объяснить тем, что КД на постоянных магнитах обладает низкой стоимостью из-за простоты своего конструкции, также понятным и доступным управлением скорости вращения и возможностью изменить направление, достаточно только поменять полярность.

Существует прямая пропорция между мощностью двигателя и напряженностью поля, которую создают магниты. Вследствие чего вносятся некоторые ограничения в использовании данного типа машины.
В основном такие механизмы применяются в простых конструкциях, например, детских игрушках с маломощными приводами и в других оборудованиях такого типа.
К достоинствам относятся следующие характеристики:

• большой момент силы на пониженной частоте ротаций;
• скорость управления;
• низкая стоимость.

К слабым местам относятся:

• малые мощности;
• со временем утрачиваются магнитные свойства.

Для исключения последнего недостатка в функции возбуждения применяются определенные обмотки. Рассмотрим такие КД.

Независимые катушки

Наименование «независимые» катушки приобрели потому что в их конструкции отсутствует непосредственное подключение обмотки индуктора и якоря. Они соединяются с сетью отдельно.

Особенностью схемы и подключения катушек является отличное друг от друга напряжение U и UK. Иначе в механизме просто не появится момент силы.
При невозможности создания таких условий индуктор и якорь подходят параллельно. Оба представленных вида КД имеют равные характеристики, поэтому их описание допустимо будет соединить в одном разделе.
У такого типа моторов момент силы снижается при наращивании частоты вращения и, наоборот, повышается при её понижении. Общим током называется сумма токов, которые проходят по обмоткам. Характерная черта — независимость катушки и токов якоря. Поэтому если токи катушки возбуждения будут близки к нулю, то КД имеет немалый шанс выйти из строя. Подобные устройства применяются в динамических установках, мощность которых составляет 3 и более кВт.

Положительные стороны:

• увеличение продолжительности работы за счет удаления магнитов;
• высокий момент силы на низкой частоте вращения;
• доступное и динамичное управление.

Недостатки:

• цена выше, чем с постоянными магнитами;
• большая вероятность поломки по причине уменьшения уровня тока ниже допустимого порога.

Однофазный асинхронный электродвигатель

Рассматривая асинхронный однофазный двигатель можно понять что это всего лишь замкнутый виток на роторе и катушка на статоре. Сперва можно подумать, что это устройства даже не должно заработать, поскольку ток в роторе отсутствует, то и магнитное поле не крутится. Но стоит только дать ротору энергию, допустим толкнуть, то механизм придет в действие. Вращение будет осуществляться в сторону толчка. Для пояснения принципа работы представим статичное переменное магнитное поле в качестве суммы двух полей, которые вращаются в разные стороны. Эти поля компенсируют друг друга до тех пор, пока ротор находится в статичном состоянии. Именно поэтому данный тип двигателя не может начать движение самостоятельно. В момент когда мы приводим ротор в движение вращение будет происходить навстречу друг другу. Можно сделать вывод, что машина функционирует в асинхронном режиме из-за разности скоростей векторов.
Как мы знаем, в двигателях с одной фазой поле вращающееся, а не пульсирующее, это вызвано количеством обмоток в статоре. В нем, помимо основной, присутствует вспомогательная обмотка, которая позволяет сдвинуть фазу индуктивности на 90 градусов. Этот самый пусковой элемент и придает ротору энергию для запуска устройства в конкретный момент.

Первая и вторая схемы используются во время запуска мотора, но не дольше трех секунд, и определены для подключения вспомогательной обмотки. В этом задействованы кнопка, которую нужно нажать и держать до тех пор пока мотор не придет в действие. Обмотку можно подсоединить двумя способами: используя конденсатор или посредством сопротивления. Второй случай используется реже, поскольку необходимо намотать обмотку бифилярным методом. Сопротивление будет увеличиваться за счет удлиненного провода, но индуктивность на катушке остается прежней. Третья схема наиболее распространена, в ней конденсатор подключен к сети питания в постоянном режиме во время работы двигателя, а не лишь в момент запуска. Необходимо измерить сопротивление каждой из обмоток по определенной схеме. Для начала нужно прозвонить обмотки по парам, после этого можно определить путь каждого провода и замерить нужные величины. Пусковая обмотка постоянно имеет большее сопротивление(30 Ом), чем рабочая( 8 — 12 Ом). Конденсатор подбирается исходя из потребление тока мотором, например если сила тока равна 1.4 А, то конденсатор нужен емкостью в 6 мкФ.
Преимущественно все они являются трехфазными моторами, но бывают и двухфазные, хотя это скорее редкость и исключение из правил. Данные двигатели обладают простой и понятной конструкцией, удобны в обслуживании и ремонте. Если возникают проблемы, то она кроется вероятнее всего в обычной смазке подшипников. Минусом таких моторов является громоздкость и тяжелый вес, хотя КПД у них как правило не большое. Эти двигатели преимущественно находятся в старых и дешевых стиральных машинах.

Конфигурация управления двигателем с Ардуино

Ардуино подключается к мотору постоянного тока при необходимости сборки машинки или другого устройства, требующего микроконтроллер Arduino. Есть несколько методов использования двигателя с Arduino: напрямую к плате, посредством полевого транзистора, также с помощью драйвера L298N. КД рассчитывается на различное напряжение питания. Допустим моторчик запускается от 3-5 Вольт, в таком случае можно подключать его непосредственно к плате Ардуино. Двигатели для машинок с блютуз регулированием, рассчитываются на 6 Вольт и больше, также с ними идут редукторы и колеса. Такими устройствами следует управлять через биполярный транзистор или через модуль L298N.

На схеме представлено как устроен мотор постоянного тока и принцип его функционирования. Можно понять, что для движения ротора мотора необходимо питание. Сменив полярность питания, ротор сменит сторону вращения. Модуль L298N помогает менять сторону вращения мотора, по этой причине его чаще всего используют в проектах связанных с таким двигателем.

Управление работой двигателя

Существует целое множество видов регулировки работы разных двигателей. Для контроля коллекторного мотора может использоваться симистор, встроенный в электронную схему регулировки. Он пропускает определенное напряжение для мотора и работает как ключ, который открывает затвор в случае приема конкретных импульсов.
Основываясь на двухполупериодном регулировании, реализуется функционирование симистора. Принцип заключается в фиксировании напряжения, пускаемом на мотор, который привязывается к сигналам. В результате чем чаще вращается якорь, тем больше напряжение на обмотках. Следующие пункты описывают реализацию управления коллекторным двигателем:

• симистор принимает импульс от схемы,
• статор запитывается электричеством, заставляя якорь двигателя вращаться,
• за счет преобразования величин частот вращения в сигналы создается сеть с импульсами управления,
• ротор крутится одинаково при всех нагрузках,
• реле R1 и R позволяет достичь реверса

Плюсы и минусы представленных устройств

Плюсами подобных машин являются:

• компактность,
• способность работы на любых токах,
• скорость и автономия от частот сети,
• легкая настройка оборотов.

Минусом двигателей является щеточно-коллекторный вид, вызывающий:

• высокая стоимость,
• сложная конструкция устройства, не позволяющая самостоятельно её отремонтировать,
• образование искр между элементами,
• высокий показатель шума,
• избыточность частей коллектора.

Типовые поломки

Даже в новых двигателях может случаться искрение щеточно-коллекторного механизма, что нуждается в особенном наблюдении. Износившиеся щетки необходимо заменять для избегания перегрева и деформирования коллектора. Замыкание обмоток якоря может привести к сильному снижению магнитного потока и увеличенному образованию искр в механизме двигателя.
Неисправности щеточного узла.
Одно из самых важных и слабых мест коллекторного двигателя — щетки. Чем больше щеток в механизме тем дольше длится его ремонт. Например, во время работы четырехщеточного коллектора они(щетки) стираются, а графитовая часть их конструкции садится на сам коллектор и других элементам механизма. Прижимные пружины могут оказаться в одном узле со щеткой и ее контактами, либо находятся в блоке держателя. С течением времени из-за стирания щеток эти пружины увеличиваются и ослабевают, следовательно, контакт становится хуже. Также к этому добавляется угольная пыль. Может случиться так, что пыль закроет щетку, а пружины не смогут протолкнуть ее через преграду. Щетка виснет, и двигатель прекращает работу. При небольшой тряске контакт попадает в нужное место, и мотор включается.
Правильная эксплуатация и мастерство специалиста, работающего с машиной, поможет не допустить ранней поломки двигателя.

однофазные и трёхфазные электродвигатели, возможность подключить

Принципом работы любого электрического двигателя является способность трансформировать электрическую энергию в механическую. Независимо от конструкции, каждая электрическая машина устроена одинаково: в неподвижной части (статор или индуктор) вращается подвижная часть (ротор или якорь). Для продолжительной бесперебойной эксплуатации оборудования необходимо правильное подключение электродвигателя.

• Основные разновидности
• Способы подключения
  • Однофазный асинхронный
  • Коллекторный вариант
  • Подключение «звездой»
  • Соединение «треугольник»

Основные разновидности

Электрические двигатели обладают рядом очевидных достоинств. Они гораздо меньше по размеру, чем их тепловые аналоги идентичной мощности. Поэтому они отлично подходят для размещения в общественном электротранспорте или на заводских станках. Во время работы они не вредят окружающей среде выделением продуктов распада и паровыми испарениями.

Электрические двигатели можно разделить на две основных группы:

1. Двигатели постоянного тока. Применяются для регулируемых электроприводов с эксплуатационными показателями высокого качества, такими как готовность к перезагрузке и вращательная равномерность. Ими оснащают вспомогательные агрегаты экскаваторов, полимерного оборудования, бурильных станков. Электродвигатели массово применяются в электротранспорте. Преобразователи постоянного тока дополнительно подразделяются на коллекторные и вентильные.
2. Двигатели переменного тока. Являются более дешевыми и долговечными, с простым и надёжным конструкторским решением. Подавляющее большинство бытовой домашней техники укомплектовано этими электродвигателями. В промышленности они применяются в заводских станках, вентиляторах, компрессорах, насосах, лебёдках для поднятия и перемещения груза. По принципу работы эти механизмы делятся на синхронные и асинхронные.

Способы подключения

Электрические двигатели любой конструкции устроены одинаково. В статичной обмотке (статоре) осуществляется вращение ротора. В нём происходит возбуждение магнитного поля, отталкивающее его полюсы от статора. Бесперебойная работа этой конструкции обусловлена правильным подключением электродвигателя, зависящим от используемого вида.

Однофазный асинхронный

Этот двигатель получил такое название потому, что у него всего одна рабочая обмотка. Его мощность может составлять от пяти до десяти киловатт. Рабочая и пусковая обмотки располагаются между собой под прямым углом.

К цепи необходимо подключить фазовращающий элемент. Такая схема подключения однофазного электродвигателя с конденсатором отличается оптимальными пусковыми свойствами. Используя конденсатор,

электрический двигатель может быть оснащен следующими видами этого двухполюсника:

• рабочим;
• пусковым;
• рабочим и пусковым.

На практике чаще всего применяется пусковой конденсатор. Применить этот вариант можно, используя реле времени или замкнув электрическую цепь через пусковую кнопку.

В случае выбора схемы подключения электродвигателя 220 В через конденсатор пусковые характеристики заметно ухудшаются. Третий вариант с пусковым и рабочим двухполюсником считается промежуточным.

Коллекторный вариант

Универсальность этого двигателя заключается в том, что он имеет возможность получать энергию от преобразователей переменной или постоянной разновидности тока. Он находит применение в швейных или стиральных машинах, бытовых электрических инструментах.

Однофазные коллекторные двигатели отличаются такими недостатками:

1. Сложность ремонтных работ, невозможность их самостоятельного проведения.
2. Высокий уровень шума.
3. Сложное управление.
4. Высокая стоимость.

Сначала необходимо убедиться, что параметры электрической сети соответствуют допустимым напряжению и частоте, указанным на корпусе электродвигателя. Система должна быть предварительно обесточена.

Для подключения коллекторного двигателя следует последовательно соединить статор и якорь. Клеммы 2 и 3 необходимо соединить, а 1 и 4 замкнуть в цепь 220 В. Включение без регулятора перепада давления может спровоцировать образование пускового тока значительной мощности, что приведёт к искрению в коллекторе.

Также стоит рассмотреть схему подключения электродвигателя через магнитный пускатель:

1. Следует удостовериться, что контактная система пускателя выдержит эксплуатационные условия электрического двигателя. Есть восемь категорий величины нагрузочного тока от 6,3 А до 250 A. Величина в этом случае обозначает силу тока, которую в состоянии пропустить через рабочие контакты электромагнитный пускатель.
2. Катушка управления может быть рассчитана на 36 В, 220 В, 380 В. Следует выбрать вариант 220 вольт.
3. После сбора схемы электромагнитного пускателя следует подключить силовую часть. На выходе силовых контактов происходит включение электрического двигателя, параллельно присоединяется вход на 220 вольт.
4. Затем следует подключить кнопки «Стоп» и «Пуск».
5. На второй вывод электромагнитного пускателя необходимо присоединить «ноль».

Подключение «звездой»

Такой способ подходит для схемы подключения трёхфазного электродвигателя на 380 В. К началу обмоток (С 1, С 2, С 3) подсоединяются фазные проводники (А, В, С) через аппарат коммутации. Концы обмоток необходимо совместить в одной точке.

Такая схема электродвигателя не позволит развить всю его мощность, потому что на каждой обмотке напряжение будет равняться 220 В. Возможность подключить электрический двигатель по схеме «звезда» подтверждается на табличке символом Y.

Эту схема подключения двигателя можно без труда различить в клеммной коробке из-за перемычки, расположенной посреди выводов обмоток.

Соединение «треугольник»

Чтобы трёхфазная электромашина смогла развить максимально предусмотренную мощность, следует применять схему подключения асинхронного двигателя способом «треугольник».

Выводы обмоток необходимо соединить в следующем порядке:

• С 2 с С 4;
• С 3 с С 5;
• С 6 с С 1.

Между проводами в трёхфазных сетях линейное напряжение будет равняться 380 В. С таким вариантом подключения может не справиться проводка, потому что она способствует возникновению пусковых токов. Такое соединение возможно в случае наличия на табличке двигателя значка Δ.

Для полного понимания того, как подключить электродвигатель с 3 проводами, следует знать о комбинированном подключении. В таком случае сперва применяется схема соединения «звездой», затем в рабочем режиме обмотки переключается на «треугольник».

Всегда нужно помнить в процессе работы с электрическими приборами о строгом соблюдении правил техники безопасности. Все действия необходимо производить лишь в режиме обесточенного оборудования.

Все о двигателях постоянного тока с обмоткой серии: что это такое и как они работают

Кажется, невозможно представить мир без электродвигателя.

Все, что используется в повседневной жизни, — автомобиль, бытовая техника, даже розетки, которые дают нам постоянное электричество, — не было бы здесь, если бы не эти очень полезные машины. Благодаря достижениям 19 века и позже мы можем преобразовывать электрический ток в полезное механическое движение для выполнения всевозможных удивительных задач. В этой статье основное внимание будет уделено двигателю постоянного тока, одной из старейших форм электродвигателей, и тому, какую пользу он приносит нам по сей день. Мы специально исследуем двигатель постоянного тока с последовательной обмоткой (часто называемый «последовательным двигателем постоянного тока»), который почти во всех аспектах подобен другим типам двигателей постоянного тока, но имеет некоторые важные уникальные свойства. Эта статья призвана помочь читателям понять, что такое двигатель постоянного тока с последовательной обмоткой, как он работает и в каких областях применения можно использовать эту прочную конструкцию электродвигателя.

Что такое двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением и как они работают?

В большинстве случаев серийный двигатель постоянного тока идентичен другим типам коллекторных двигателей постоянного тока по конструкции и работе. Он состоит из двух жизненно важных компонентов, статора и ротора, которые взаимодействуют электрически и магнитно, создавая вращательное движение на выходном валу. Базовая конструкция двигателей постоянного тока относительно проста, упрощенная принципиальная схема показана на рисунке 1:

.

Рисунок 1: Принципиальная принципиальная схема двигателей постоянного тока. На этой диаграмме намеренно неясно показано, где находится поле статора по отношению к якорю; его расположение и источник питания являются основным отличием некоторых двигателей постоянного тока.

Как показано, поле статора воздействует на весь узел ротора, создавая постоянное магнитное поле; это поле может создаваться с помощью постоянного магнита или электромагнита, состоящего из проволочной обмотки (известной как «обмотка возбуждения», как показано на рисунке 1). Источник питания постоянного тока подключен к щеткам, зажимающим ротор, представляющий собой вращающийся узел, содержащий якорь, обмотки якоря, кольца коллектора и выходной вал. Якорь состоит из металлических пластин, в которых размещена обмотка якоря, расположенная вокруг выходного вала. Это непрерывная катушка проводящего провода, которая проходит через пластины якоря и заканчивается на кольцах коммутатора.

Якорь, при питании от защемления щеток на кольцах коллектора, действует как электромагнит и создает собственное магнитное поле так же, как и обмотка возбуждения. Когда оператор включает источник постоянного тока, ток проходит через щетки, через кольца коммутатора и в катушки якоря, где поле якоря начинает противодействовать постоянному магнитному полю статора. Затем ротор магнитным образом «отталкивается» от поля статора, но, поскольку он может вращаться только на месте, он создает полезную механическую мощность на выходном валу.

Зная эту информацию об общей работе двигателя постоянного тока, на Рисунке 2 теперь показано конкретное расположение серийных двигателей постоянного тока:

Рис. 2: Упрощенная принципиальная схема двигателей постоянного тока с последовательной обмоткой. Обратите внимание, как обмотка возбуждения последовательно соединена с узлом ротора.

Изучив рис. 2, становится ясно, почему эти двигатели известны как двигатели постоянного тока с «последовательной обмоткой»; их обмотка возбуждения питается от источника постоянного тока и включена последовательно с обмоткой якоря. Это означает, что тот же ток, который питает обмотки якоря, также питает обмотки возбуждения. Чтобы сделать это эффективно, обмотка возбуждения намотана всего несколькими витками провода большого сечения, чтобы она могла выдерживать полный ток якоря, а также ток статора и обеспечивать минимально возможное сопротивление. Это противоположно шунтирующим двигателям постоянного тока, обмотки возбуждения которых подключаются параллельно якорю, что приводит к различным эффектам (полное объяснение см. в нашей статье о шунтирующих двигателях постоянного тока). Если поменять местами выводы обмотки возбуждения или обмотки ротора, это может привести к изменению направления вращения двигателя на противоположное и сделать эти двигатели реверсивными. Кроме того, с некоторыми незначительными модификациями эти двигатели могут работать от переменного тока и известны как универсальные щеточные двигатели.

Технические характеристики двигателя постоянного тока с обмоткой серии

Существует несколько основных спецификаций, которые могут помочь разработчикам выбрать правильную модель двигателя постоянного тока, и в этой статье мы кратко рассмотрим некоторые из них. Обратите внимание, что двигатели серии постоянного тока имеют больше спецификаций, чем описано в этом разделе, и в нем описаны только основные значения, которые должны быть известны в большинстве случаев.

Номинальное (номинальное) напряжение

Номинальное напряжение описывает источник питания постоянного тока, необходимый для работы двигателя. Это минимальное используемое значение, но допустимо и несколько большее значение. Обратите внимание, что использование более высокого напряжения может привести к повреждению/перегоранию двигателя из-за большого тока в обмотке возбуждения, поэтому следует соблюдать осторожность при превышении номинального напряжения.

Жизнь щетки

В этих двигателях используется механическая коммутация для подключения источника питания к обмоткам якоря; в результате угольные щетки, которые являются точками соединения для этой коммутации, со временем изнашиваются и должны периодически заменяться. Большинство двигателей постоянного тока обеспечивают срок службы используемых щеток (обычно в часах), и важно отслеживать, как долго щетки используются, чтобы предотвратить их повреждение.

Непрерывная и пиковая мощность

Мощность серийного двигателя постоянного тока, выраженная в л.с. или кВт, представляет собой выходную энергию, обеспечиваемую двигателем. Серийный двигатель постоянного тока в непрерывных приложениях должен быть рассчитан на его непрерывную мощность, поскольку пиковая мощность должна использоваться только в течение коротких периодов времени, например, при пуске.

Диапазон скоростей

Двигатели постоянного тока серии

, когда их выходной вал разгружен, будут продолжать ускоряться, пока не разрушат себя. Это является следствием соединения обмотки возбуждения последовательно с якорем и является наиболее существенным недостатком этих двигателей. По этой причине эти двигатели ни при каких обстоятельствах не должны работать без нагрузки и всегда должны быть под нагрузкой. В большинстве листов спецификаций указан безопасный/максимальный диапазон оборотов, при котором эти двигатели не сломаются, и их следует тщательно учитывать при выборе модели двигателя.

Применение и критерии выбора

Из-за больших катушек в обмотках эти двигатели обеспечивают большой пусковой момент на низкой скорости. Обычно они предназначены для создания максимально возможного пускового момента и часто используются в качестве стартеров для других двигателей или в других промышленных приложениях. Как указывалось ранее, их управление скоростью довольно плохое, и управление скоростью достижимо только с помощью частотно-регулируемых приводов (ЧРП); однако, как правило, не рекомендуется использовать последовательный двигатель постоянного тока, если регулирование скорости важно для конструкции, поскольку другие электродвигатели были разработаны для достижения этой цели без дополнительных недостатков, таких как синхронные двигатели, асинхронные двигатели и шаговые двигатели (подробнее информацию можно найти в наших статьях все о синхронных двигателях, асинхронных двигателях и шаговых двигателях).

Это не означает, что двигатели постоянного тока с последовательной обмоткой обязательно менее полезны, чем электродвигатели других конструкций. Их нелинейная скорость и повышенный начальный крутящий момент наиболее эффективно используются с большими грузами, такими как краны, лебедки и другие машины, которые должны перемещать тяжелые грузы медленно, а более легкие — быстрее. Его конструкция с переменной скоростью позволяет использовать его в пылесосах, швейных машинах, электроинструментах, тяговых устройствах, лифтах и ​​многом другом. Это рабочая лошадка современной промышленности и отличная машина, если использовать ее в правильных условиях.

Резюме

В этой статье представлено понимание того, что такое двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением и как они работают. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть сведения о конкретных продуктах.

Источники:

1. https://itp.nyu.edu/physcomp/lessons/dc-motors/dc-motors-the-basics/
2. http://www.ece.ua.edu/courses/material/EE410-Wms2/Electric%20motors.pdf
3. http://www2.mae.ufl.edu/designlab/Class%20Projects/Background%20Information/Electric%20DC%20motors.htm
4. http://fab.cba.mit.edu
5. https://electrical-engineering-portal.com/4-types-of-dc-motors-and-their-characteristics
6. https://www.engineersedge.com
7. https://www.monolithicpower.com

Другие изделия для двигателей

• Все о бесщеточных двигателях постоянного тока: что это такое и как они работают
• Все о двигателях с постоянными магнитами — что это такое и как они работают
• Все о шунтирующих двигателях постоянного тока — что это такое и как они работают
• Все о шаговых двигателях — что это такое и как они работают
Шаговые двигатели
• и серводвигатели — в чем разница?
• Все о контроллерах двигателей переменного тока — что это такое и как они работают
• Синхронные двигатели и асинхронные двигатели — в чем разница?
Бесщеточные двигатели
• и щеточные двигатели — в чем разница?
• Кто изобрел паровой двигатель? Урок промышленной истории
• Все о двигателях с электронным управлением: что это такое и как они работают
Двигатели постоянного тока
• и серводвигатели — в чем разница?
Шаговые двигатели
• и двигатели постоянного тока — в чем разница?
• Все о контроллерах серводвигателей — что это такое и как они работают
• Что такое трехфазный двигатель и как он работает?
• ECM Motors и PSC Motors — в чем разница?
• Все о устройствах плавного пуска двигателей: что это такое и как они работают
• Все о контроллерах двигателей постоянного тока — что это такое и как они работают
• Основы тестирования двигателя (и ротора)
• Что такое штамповка двигателя и как это работает?
• Все о двигателях с дробной мощностью

Больше из Машины, инструменты и расходные материалы

Машины, инструменты и расходные материалы

Машины, инструменты и расходные материалы

Машины, инструменты и расходные материалы

Машины, инструменты и расходные материалы

Машины, инструменты и расходные материалы

Машины, инструменты и расходные материалы

Объяснение урока: Двигатели постоянного тока

В этом объяснении мы научимся описывать использование коммутатора для создания равномерного кругового движения на выходе источника постоянного тока.

Двигатель постоянного тока представляет собой устройство, преобразующее электрическую энергию в кинетическую. Он делает это, используя принцип электромагнитной индукции. Мы рассмотрим конструкцию двигателя постоянного тока и посмотрим, как он работает.

Начнем с того, как устроен двигатель постоянного тока. Базовая конструкция показана на схеме ниже.

Устройство называется двигателем постоянного тока, поскольку оно работает от источника постоянного тока. Источник постоянного тока, такой как батарея, — это источник тока, который всегда посылает ток в том же направлении.

Источник постоянного тока соединен проводами с двумя щетками. Провода и щетки показаны на схеме синим цветом. Эти щетки изогнуты, чтобы помочь поддерживать электрический контакт с коммутатором, который находится между двумя щетками.

Коммутатор показан на схеме оранжевым цветом. Коммутаторы обычно выглядят как круг или сплошное кольцо, разделенное на две половины. Они сделаны из металла, поэтому они проводят электричество. Однако зазор между двумя половинками означает, что они электрически отделены друг от друга, т. е. заряды не могут течь напрямую из одной половины коммутатора в другую.

Каждая половина коммутатора подключена к одному концу петли провода. Эта проволочная петля, показанная на схеме розовым цветом, называется катушкой. Это иногда также называют арматурой. Петля из проволоки нарисована так, что она ориентирована в горизонтальной плоскости. Однако он способен вращаться вместе с коммутатором, вокруг оси, проходящей через его центр. Эта ось показана на диаграмме пунктирной серой линией.

Вокруг якоря расположен постоянный магнит. На схеме это показано серым цветом. Этот магнит часто называют статором. Название выбрано, чтобы подчеркнуть тот факт, что эта часть двигателя остается неподвижной, в отличие от вращающейся катушки.

Коллектор и щетки показаны крупным планом на схеме ниже. Проиллюстрированы две разные конструкции коммутатора: коммутатор может быть изготовлен из любого две половинки D-образной формы, как на левой диаграмме, или две половины разрезного кольца, как на правой диаграмме. Эти диаграммы показаны «сзади» коммутатора по сравнению с предыдущей схемой. Важно отметить, что каждый конец токопроводящего контура провода подключен к одной половине коммутатора. При вращении коммутатора и проволочной петли концы проволоки остаются прикрепленными к половинам коммутатора.

Сначала мы нарисовали схему двигателя постоянного тока, на которой все его части были выделены разными цветами. Однако теперь, когда мы определили различные компоненты, возможно, более полезно изобразить его следующим образом.

В этой второй версии диаграммы мы использовали серый цвет для всех частей двигателя, которые остаются неподвижными, и мы использовали оранжевый цвет для всех частей. двигателя, который может вращаться.

Рассмотрим путь, по которому следует ток. Это показано на диаграмме ниже, где катушка ориентирована горизонтально.

Вспомним, что обычный ток идет от плюса к минусу. Это означает, что у нас есть ток, идущий от положительной клеммы.

Зазор между двумя половинками коммутатора блокирует направление тока непосредственно на отрицательную клемму. Однако, поскольку каждый конец катушки подключен к одной половине коммутатора, вместо этого ток проходит через катушку. Ток следует по петле, образованной катушкой, пока не достигнет другой половины коммутатора.

Эта вторая половина коллектора контактирует со щеткой, соединенной с отрицательной клеммой. Это дает току путь, по которому он должен следовать, чтобы достичь отрицательного терминал, тем самым замыкая цепь.

Теперь давайте подумаем, что на самом деле делает этот ток, чтобы заставить это устройство работать как двигатель.

Основной принцип, лежащий в основе работы двигателя постоянного тока, заключается в том, что электрический заряд, движущийся в магнитном поле, испытывает силу.

В данном конкретном случае мы рассматриваем протекание зарядов в проводе, другими словами, электрический ток. Имеем провод определенной длины, несущий ток в присутствии магнитного поля. Поскольку провод содержит движущиеся заряды, мы знаем, что на него будет действовать сила.

Уравнение: сила, действующая на провод с током в магнитном поле

Рассмотрим провод длиной 𝐿, по которому течет ток величиной 𝐼 в присутствии магнитного поля 𝐵.

Если направление провода перпендикулярно направлению магнитного поля, то величина силы, действующей на провод, определяется выражением 𝐹=𝐵𝐼𝐿.

Направление силы перпендикулярно как току в проводе, так и магнитному полю и может быть найдено с помощью правила левой руки.

Сила на провод действует перпендикулярно направлению тока в проводе и направлению магнитного поля. Итак, давайте посмотрим на направления тока и магнитного поля.

Направление магнитного поля указано на схеме выше. Мы знаем, что магнитное поле между двумя полюсами магнита идет от северного полюса к южному полюсу; в нашем случае это слева направо на экране.

Также указано направление тока в обеих частях катушки, перпендикулярных магнитному полю. Мы можем вспомнить, что только ток, который перпендикулярно полю, возникнет сила. С левой стороны катушки этот ток направлен на экран. С правой стороны текущий направлен за пределы экрана к нам.

Давайте сосредоточимся на левой стороне катушки. Здесь ток направлен в экран. Магнитное поле направлено слева направо. Мы знаем это сила должна быть перпендикулярна обеим этим величинам, но остается два варианта: вверх или вниз.

Чтобы выяснить, в каком из этих направлений указывает сила, мы можем использовать правило левой руки Флеминга.

Правило: правило левой руки Флеминга

Правило левой руки Флеминга позволяет найти направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, при условии, что поле и направления тока перпендикулярны.

Правило визуально показано на диаграмме выше. Это работает следующим образом:

• Левой рукой мы указываем первым, или указательным, пальцем по направлению магнитного поля.
• Затем мы указываем вторым пальцем под углом 90° к первому вдоль направления тока.
• Большой палец, под углом 90° к обоим пальцам, указывает направление силы, действующей на провод.

Давайте применим это правило левой руки к катушке провода в нашем двигателе.

Мы начнем с рассмотрения левой стороны нашего мотка проволоки. Здесь ток направлен от нас. Магнитное поле направлено вправо. Применяя правило левой руки, мы указываем нашим первым пальцем вдоль направления поля, а вторым пальцем — вдоль текущего направления. Это показано на диаграмме ниже.

Мы обнаруживаем, что наш большой палец направлен вниз. Это говорит нам о том, что сила, действующая на левую сторону катушки, направлена ​​вниз.

Мы можем применить тот же процесс к правой стороне катушки. В этом случае направление поля по-прежнему правое, но ток теперь направлен на нас. Можно легко проверить, используя правило левой руки (и полезно попробовать это сделать), что сила на этой правой стороне катушки действует вертикально вверх.

Таким образом, силы, действующие на эти две стороны катушки, показаны на диаграмме ниже. На этой диаграмме мы показали вид сверху вниз слева, в котором текущий указано направление. Справа мы показали вид сбоку, на котором указаны силы. На этой диаграмме сбоку мы также указали текущий направление с помощью символов ⊗ (в экран) и ⊙ (вне экрана).

Здесь стоит повторить, что на две другие стороны катушки сила не действует. Причина этого в том, что ток в этих сторонах течет либо параллельно, либо антипараллельно направлению магнитного поля.

Давайте рассмотрим пример, который поможет вам познакомиться с двигателями постоянного тока и попрактиковаться в использовании правила левой руки.

Пример 1. Определение направления тока в обмотке двигателя постоянного тока

На схеме показан двигатель постоянного тока. Показанные розовые стрелки представляют силы, действующие на катушку. Какой из терминалов 𝑎 или 𝑏 это плюс двигателя?

Ответ

Вопрос заключается в том, чтобы найти, какой из двух терминалов, помеченных 𝑎 и 𝑏, является положительным. Чтобы сделать это, нам нужно определить направление тока, так как мы знаем, что обычный ток направлен от положительного к отрицательному.

Нам задано направление силы на левой и правой сторонах катушки. Мы также знаем, что магнитное поле направлено от северного полюса. к южному полюсу постоянного магнита; это слева направо.

Теперь мы можем обратиться к нашему правилу левой руки. Будем рассматривать левую часть катушки. В этом случае мы знаем направление магнитного поля (вдоль которого мы указываем указательным или указательным пальцем) — вправо, а направление силы (вдоль которого мы указываем большим пальцем) — вверх.

Мы обнаруживаем, что наш второй палец, указывающий текущее направление, указывает на нас. Это означает, что ток в левой части провода направлен к нам, за пределы экрана.

Так как направление тока не может просто частично измениться в цепи, мы можем видеть, что ток должен следовать по этому пути в двигателе:

Затем, поскольку ток направлен от положительного к отрицательному, мы видим, что ответ на вопрос в том, что положительная клемма 𝑏.

В самом начале этого объяснения мы сказали, что катушка может вращаться (вместе с коммутатором). Теперь мы видели, что комбинация текущего в катушке, а магнитное поле от статора (магнитов вокруг катушки) приводит к возникновению сил, действующих на две стороны катушки.

Оказывается, именно эта сила вызывает вращение катушки. Точнее, крутящий момент, возникающий от этой силы, вызывает вращение.

Крутящий момент, возникающий в результате действия силы, определяется как произведение величины этой силы и расстояния по перпендикуляру к линии действия силы от оси вращения. Другими словами, всякий раз, когда у нас есть сила, действующая на объект на некотором перпендикулярном расстоянии от оси, вокруг которой объект может вращаться, будет крутящий момент.

На схеме ниже мы можем видеть ось, вокруг которой катушка способна вращаться, то есть ось вращения. Мы также можем видеть, что две силы не действуют вдоль этой оси, а на некотором расстоянии от нее.

Расстояние сил от оси выделено на диаграмме двумя черными пунктирными стрелками. Поскольку силы не вдоль оси, они действительно будут в результате возникает крутящий момент на катушке.

В этом случае левая сила действует вниз, а правая сила действует вверх. Итак, как и следовало ожидать, крутящий момент заставляет катушку (вместе с коммутатор) вращаться в направлении, показанном на схеме, то есть против часовой стрелки от того направления, в котором мы на него смотрим.

До сих пор все наши анализы проводились, когда катушка находится в горизонтальной плоскости. Однако мы только что показали, что силы, действующие на катушку в этой точке, создают крутящий момент, который заставляет его вращаться. Это означает, что нам также необходимо учитывать, что происходит, когда катушка поворачивается на другие углы.

Рассмотрим случай, когда катушка повернулась на некоторую величину меньше 90∘ относительно начальной горизонтальное положение мы рассмотрели. Это показано на диаграмме ниже.

Из диаграммы видно, что коммутатор вращался вместе с катушкой, но каждая из двух половин коммутатора все еще находится в электрическом состоянии. контакт одной и той же кистью. Для ясности мы обозначили половины коммутатора 1 и 2. Тогда мы можем сказать, что в этот момент половина коммутатора 1 все еще находится в контакте. с положительной клеммой, а половина коммутатора 2 все еще находится в контакте с отрицательной клеммой.

Это означает, что электрический заряд по-прежнему движется по цепи так же, как и раньше, когда катушка была горизонтальной. ток имеет такое же направление в левой и правой частях катушки, как это было раньше.

Поскольку направления тока остались прежними и направление магнитного поля также не изменилось, это означает, что силы, действующие с каждой стороны катушки находятся в том же направлении, что и прежде. То есть сила с левой стороны действует вниз, а сила с правой стороны действует вверх.

Как и прежде, эти силы не действуют на линию, проходящую через центр вращения катушки. Это означает, что они действуют для создания крутящего момента. Однако мы можем видеть из на диаграмме выше видно, что перпендикулярное расстояние этих сил от оси вращения меньше, чем когда катушка была горизонтальной. Поскольку эти силы действуют ближе к оси вращения, чем они были ранее, величина создаваемого ими крутящего момента уменьшилась.

Когда катушка отклоняется от горизонтального положения и приближается к вертикальному положению на 90∘, величина крутящего момента на этой катушке становится все меньше и меньше по мере уменьшения расстояния сил от оси вращения.

Теперь рассмотрим, что происходит при вертикальном положении катушки, показанном на диаграмме ниже.

Из схемы видно, что любые силы, действующие на стороны катушки в этом положении, будут действовать вдоль оси вращения. Следовательно, крутящий момент не будет производимые этими силами. Другими словами, когда катушка ориентирована вертикально, на нее не действует чистый крутящий момент. Единственное, что заставляет катушку вращаться в этот момент он имеет некоторую инерцию вращения; поскольку катушка уже двигалась против часовой стрелки, она будет продолжать это делать, если не будет сопротивления.

На этой диаграмме важно отметить еще кое-что: положение коммутатора. До этого момента половина коммутатора с номером 1 всегда находился в электрическом контакте со щеткой, подключенной к плюсовой клемме. Точно так же половина коллектора 2 всегда находилась в контакте со щеткой. подключен к минусовой клемме. Это вертикальное положение катушки представляет собой точку переключения. Когда катушка вращается дальше этой точки, половина коммутатора 1 будет соприкасается с отрицательной клеммой, а половина коммутатора 2 будет соприкасаться с положительной клеммой.

Рассмотрим, что происходит с током в катушке после поворота вокруг вертикали. Заряды теперь текут от положительной клеммы к половине коммутатора 2. Они проходят через катушку, пока не достигают половины коммутатора 1. Затем они проходят через правую щетку к отрицательной клемме. Это показано в правой половине диаграммы ниже.

В левой половине диаграммы показана катушка до того, как она повернется за вертикаль. Для наглядности мы обозначили стороны катушки 1 и 2 в соответствии с половина коммутатора, к которой подключен каждый.

Мы видим, что когда катушка проходит вертикальную ориентацию, направление тока в самой катушке меняется. Прежде чем пройти через вертикаль, ток со стороны 1 был направлен от нас (в экран), а ток со стороны 2 был направлен к нам (за пределы экрана). Теперь, после прохождения по вертикали ток со стороны 1 направлен к нам, а ток со стороны 2 направлен от нас.

Однако направление тока в схеме вне катушки остается неизменным. Ток по-прежнему направлен от плюсовой клеммы к левой щетке. и от правой щетки к минусовой клемме. Именно добавление коммутатора вызывает изменение направления тока в катушке.

Мы видели, что происходит с током в катушке, когда она вращается вокруг вертикали. Теперь давайте также рассмотрим силы, действующие с каждой стороны катушки. Эти силы показаны на диаграмме ниже.

Мы снова показали катушку в двух положениях: до и после поворота катушки за пределы вертикальной ориентации. Помимо указания направления тока по сторонам катушки в каждом случае мы обозначили силы, действующие с каждой стороны катушки. Направление этих сил можно проверить, применив правило левой руки.

Перед прохождением вертикального положения (левая диаграмма) сила на стороне 1 была направлена ​​вниз, а сила на стороне 2 была направлена ​​вверх. Ранее, мы описали это как силу на левой стороне катушки, направленную вниз, и силу на правой стороне, направленную вверх.

Глядя на правую диаграмму, мы видим, что после того, как катушка вращается вокруг вертикали, сила на левой стороне катушки по-прежнему направлена ​​вниз а сила с правой стороны по-прежнему направлена ​​вверх. Однако сторона 1 теперь является правой стороной, а сторона 2 теперь левой стороной. Потому что направление ток через катушку изменился, изменилось и направление сил с каждой стороны катушки.

Давайте рассмотрим пример.

Пример 2. Определение положения максимального и минимального крутящего момента в двигателе постоянного тока

На схеме показан двигатель постоянного тока. Катушка двигателя показана одновременно под четырьмя разными углами к магнитному полю двигателя.

1. В каком положении крутящий момент катушки двигателя максимален?
2. В каком положении крутящий момент на обмотке двигателя минимальный?

Ответ

Часть 1

На схеме представлены четыре различных угла катушки в двигателе постоянного тока. В положении I катушка расположена горизонтально. В положениях II и IV катушка находится в положении под углом 45∘ к этой горизонтали. В положении III катушка расположена вертикально.

Мы можем вспомнить, что на две стороны катушки, которые перпендикулярны направлению магнитного поля, действует сила. Это стороны, которые направленные к нам или от нас (левая и правая стороны, когда катушка ориентирована горизонтально).

Крутящий момент на катушке зависит от величины самой силы, а также от расстояния линии действия этой силы от оси вращения.

Величина силы рассчитывается по формуле 𝐹=𝐵𝐼𝐿, где 𝐵 — напряженность магнитного поля, 𝐼 — сила тока, 𝐿 — длина провода. Поскольку ни одна из этих величин не меняется при вращении катушки, величина силы не изменится. Следовательно, любые изменения крутящего момента будут результатом изменения расстояния линии действия силы от оси вращения катушки.

Когда катушка ориентирована горизонтально, это расстояние максимально. Следовательно, крутящий момент на катушке наибольший, когда катушка ориентирована горизонтально, как в позиции I.

Часть 2

Крутящий момент будет минимальным для минимального расстояния между линией действия силы и осью вращения катушки.

Это происходит, когда катушка находится в вертикальном положении. В этом случае расстояние от оси до любой из двух сторон катушки, перпендикулярных магнитному направление поля равно нулю. Таким образом, когда катушка ориентирована вертикально, крутящий момент не только минимален, но фактически равен нулю.

Таким образом, наш ответ заключается в том, что крутящий момент на катушке минимален, когда катушка ориентирована вертикально, как в положении III.

Каждый раз, когда катушка поворачивается в вертикальном направлении, направление тока в катушке меняется. Это означает, что направление сил на сторонах A и B также будут меняться каждый раз.

В результате сила на стороне катушки слева от вертикали (будь то сторона 1 или 2) всегда будет направлена ​​вниз, а сила на правой стороне катушки всегда будет направлен вверх.

Это означает, что крутящий момент от этих сил всегда будет вращать катушку в одном и том же направлении. Таким образом, катушка будет продолжать вращаться в том же направлении.

Давайте рассмотрим еще один пример.

Пример 3: Определение направления вращения катушки в двигателе постоянного тока

Какая из диаграмм, изображающих двигатель постоянного тока, правильно представляет направление вращения двигателя? Катушка двигателя одновременно показан под четырьмя разными углами к магнитному полю двигателя.

Ответ

Этот вопрос спрашивает нас, какая из двух диаграмм показывает правильное направление вращения двигателя. Чтобы ответить на этот вопрос, давайте напомним себе что вызывает это вращение.

Мы можем вспомнить, что вращение вызывается крутящим моментом на катушке и что этот крутящий момент является результатом силы, действующей на токонесущие провода этой катушки.

Рассмотрим упрощенную схему, показывающую только один угол катушки. Мы нарисовали это ниже. Мы можем вспомнить, что из-за того, как коммутатор связывает щетки к катушке, если мы знаем, в каком направлении крутящий момент заставляет катушку вращаться на какой-то один угол, то мы знаем, что действие этого крутящего момента останется одинаково для всех углов катушки. Другими словами, катушка будет продолжать вращаться в том же направлении.

Вспомним, что направление силы можно найти по направлению тока и направлению магнитного поля по правилу левой руки.

На схеме мы указали направление магнитного поля. Это направление вправо, так как магнитное поле между двумя полюсами магнита идет от северного полюса к южному полюсу.

Поскольку обычный ток направлен от плюса к минусу, мы знаем, что ток в катушке будет направлен так, как показано на схеме.

Рассмотрим левую сторону катушки. Мы видим, что ток направлен от нас, тогда как мы знаем, что магнитное поле направлено вправо.

Используя правило левой руки, мы указываем нашим первым пальцем вдоль направления поля (вправо), а нашим вторым пальцем вдоль текущего направления (от нас). Это показано на диаграмме ниже.

Как показано на диаграмме, большой палец направлен вниз. Следовательно, сила на левой стороне катушки действует вниз.

Если мы применим то же правило левой руки к правой стороне катушки, мы обнаружим, что сила на этой стороне действует вверх, так как в этом случае ток направлен к нам.

Силы показаны на диаграмме ниже.

Поскольку силы толкают левую сторону катушки вниз, а правую сторону вверх, мы видим, что они придадут нам крутящий момент что заставляет катушку вращаться против часовой стрелки.

Сравнивая диаграммы, данные нам в вопросе, мы видим, что правильное направление вращения, против часовой стрелки, показано на диаграмме B.

Теперь мы рассмотрели все основы работы двигателя постоянного тока. Остается только одна часть: как эта вращающаяся катушка на самом деле работает как двигатель?

Ответ состоит в том, что стержень расположен вдоль оси вращения катушки. Когда катушка вращается, этот стержень также вращается вместе с ней.

Этот вращающийся стержень способен приводить во вращение шестерню или другой механический объект, и этот вращающийся объект может выполнять механическую работу. Таким образом, двигатель постоянного тока использует электрическую энергию цепи для производства механической работы.