Działanie i budowa silników elektrycznych
Przeznaczeniem silników jest przetwarzanie mocy elektrycznej prądu stałego na moc mechaniczną. Moment obrotowy wszystkich silników prądu stałego, powstaje na wskutek działania sił magnetycznych na przewodniki przewodzące prąd. Które silniki będą więc najbardziej wytrzymałe?
Ogólne własności silników prądu stałego
W myśl zasady kurczenia się i odpychania linii magnetycznych, siły działające w polu magnetycznym działają na przewodniki, które powodują ruch obrotowy silnika elektrycznego. Dzięki dobrym właściwościom ruchowym, zwłaszcza dużym zakresem regulacji prędkości obrotowej, wytrzymałe silniki prądu stałego znajdują coraz szersze zastosowanie w układach napędowych. W zależności od sposobu połączenia uzwojenia wzbudzającego, możemy wyróżnić następujące silniki prądu stałego: bocznikowe, szeregowe, głównikowe, bocznikowo-szeregowe, oraz bocznikowo-głównikowe. W silniku bocznikowym uzwojenie wzbudzające jest połączone równolegle z uzwojeniem twornika. W czasie jego pracy, musi być możliwość regulacji jego wzbudzenia, dlatego konieczne jest zastosowanie dodatkowego opornika regulacyjnego, w obwodzie biegunów głównych. W chwili rozruchu opornik rozruchowy jest włączony w obwód twornika, a opornik regulacyjny jest w pozycji zwartej. Przy takim ustawieniu bieguny główne, są wzbudzone pełnym napięciem sieci. Możemy wyróżnić następujące elementy silnika bocznikowego: stojan z magnesem, wirnik z uzwojeniem, szczotki, oraz pierścień ze stykami. Prąd w silniku szeregowym, płynie przez wszystkie uzwojenia z takim samym napięciem co oznacza, że wszystkie uzwojenia są połączone szeregowo, a prąd płynący z sieci jest jednocześnie prądem wzbudzenia i prądem wirnika.
Prędkość obrotową silnika szeregowego podobnie jak prędkość obrotowa silnika bocznikowego, można regulować na dwa sposoby: przez zmianę napięcia twornika, oraz przez zmianę przepływu wzbudzenia. Główne zastosowanie tych silników to pojazdy elektryczne jak lokomotywy elektryczne pracujące w liniach kolejowych, oraz tramwaje miejskie.