Машина постоянного тока


Маши́на постоя́нного то́ка — электрическая машина, предназначенная для преобразования механической энергии в электрическую постоянного тока (электрический генератор) или для обратного преобразования (электрический двигатель). Машина постоянного тока обратима.

Машину постоянного тока формально можно представить как синхронную электрическую машину обращённой конструкции, если её ротор снабдить коллектором, который в генераторном режиме играет роль выпрямителя, а в двигательном — преобразователя частоты.

Благодаря наличию коллектора по обмотке якоря проходит переменный ток, а во внешней цепи, связанной с якорем, — постоянный.

Машина постоянного тока может работать в двух режимах: двигательном и генераторном, в зависимости от того, какую энергию к ней подвести — если электрическую, то электрическая машина будет работать в режиме электродвигателя, а если механическую — то будет работать в режиме генератора. Однако электрические машины, как правило, оптимизируются конструкторами для одного определенного режима работы — или в режиме генератора, или электродвигателя.

В роли индуктора выступает статор, на котором расположена обмотка. На неё подаётся постоянный ток, в результате чего создаётся постоянное магнитное поле. Обмотка ротора состоит из проводников, электрически соединяемых с внешней сетью через коллектор. При взаимодействии магнитных полей статора и якоря на якорь действуют силы Ампера, вызыващие вращающий момент. Направление сил определяется по правилу «левой руки». Однако этот вращающий момент смены направления тока в обмотке способен повернуть ротор только на 180 угловых градусов, после чего ротор остановится. Чтобы вращение продолжалось, используется щёточно-коллекторный узел, выполняющий роли переключателя тока в обмотках ротора и одновременно датчика текущего положения ротора (ДПР).

Электродвигатели постоянного тока стоят почти на каждом автомобиле — это стартер, электропривод стеклоочистителя, вентилятор отопителя салона и др.