Коллекторный электродвигатель постоянного тока

Самые маленькие двигатели данного типа (единицы Ватт) содержат в корпусе:

• · трёхполюсной ротор на подшипниках скольжения;
• · коллекторный узел из двух щёток — медных пластин;
• · двухполюсной статор из постоянных магнитов.

Применяются, в основном, в детских игрушках (рабочее напряжение 3−9 вольт).

Более мощные двигатели (десятки Ватт), как правило, имеют.

• · многополюсный ротор на подшипниках качения;
• · коллекторный узел из четырёх графитовых щёток;
• · четырёхполюсный статор из постоянных магнитов.

Именно такой конструкции большинство электродвигателей в современных автомобилях (рабочее напряжение 12 или 24 Вольт): привод вентиляторов систем охлаждения и вентиляции, «дворников», насосов омывателей.

Двигатели мощностью в сотни Ватт, в отличие от предыдущих, содержат четырёхполюсный статор из электромагнитов. Обмотки статора могут подключаться несколькими способами:

• 1. последовательно с ротором (так называемое последовательное возбуждение),
• · преимущество: большой максимальный момент,
• · недостаток: большие обороты холостого хода, способные повредить двигатель.
• 2. параллельно с ротором (параллельное возбуждение)
• · преимущество: большая стабильность оборотов при изменении нагрузки,
• · недостаток: меньший максимальный момент
• 3. часть обмоток параллельно с ротором, часть последовательно (смешанное возбуждение)
• · до некоторой степени совмещает достоинства предыдущих типов, пример — автомобильные стартёры.
• 4. отдельным источником питания (независимое возбуждение)
• · характеристика аналогична параллельному подключению, однако обычно может регулироваться. Пример — тяговые двигатели некоторых электровозов.

Общие достоинства коллекторных двигателей постоянного тока — простота изготовления, эксплуатации и ремонта, достаточно большой ресурс, простота регулмрования.

К недостаткам можно отнести то, что эффективные конструкции (с большим КПД и малой массой) таких двигателей являются низкомоментыми и быстроходными (сотни и тысячи оборотов в минуту), поэтому для большинства приводов (кроме вентиляторов и насосов) необходимы редукторы.

Это утверждение не вполне верно, но обоснованно. Электрическая машина, построенная на низкую скорость, вообще имеет заниженный КПД и связанные с ним проблемы охлаждения. Скорее всего, проблема лежит так, что изящных решений для неё нет.