Двигатель постоянного тока состоит из двух магнитов, обращенных друг к другу с различными полюсами, где между ними существует магнитное поле. Между магнитами находится рамочный проводник, соединенный с источником питания через коммутатор и скользящие по нему щетки. Проводник подвешен на оси, поэтому электродвигатель 4 кВт. 1500 об/мин. может свободно вращаться.
Пара электродинамических сил действует на раму, в которой электрический ток протекает из-за наличия магнитного поля. Эти силы создают крутящий момент. Рама отклоняется от горизонтального положения, вращаясь вокруг оси. В результате его инерции проходит вертикальное положение, в котором крутящий момент равен нулю, и щетки не питают раму. После прохождения вертикального положения рамы щетки снова касаются контактов на коммутаторе, но, наоборот, ток течет в противоположном направлении, благодаря чему рама все еще вращается в том же направлении.
Ротор
Если рама останавливается вертикально, двигатель не запустится. электродвигатель 4 кВт. имеет больше рам, соединенных последовательно, которые соединены с коммутатором через щетки. Рама, состоящая из одного провода в реальных двигателях, заменяется катушкой. При переключении последующих катушек происходит короткое замыкание, вызывающее искрение на коммутаторе и потерю энергии, накопленной в магнитном поле, создаваемом в этой катушке. Чтобы уменьшить эти явления, ротор разделен на несколько десятков катушек.
Когда ротор двигателя вращается, текущая рама (катушка) движется в магнитном поле. Это вызывает электродвижущую силу, которая уменьшает ток, протекающий в роторе, уменьшая крутящий момент, создаваемый двигателем. Индуцированная электродвижущая сила пропорциональна магнитной индукции поля, создаваемого магнитом, и скорости проводника ротора, которая зависит от скорости вращения ротора.
По способу возбуждения магнитного поля они делятся на:
- возбужденный двигатель постоянного тока с постоянными магнитами, конструкция и работа которого связана с электромагнитами,
- самовозбужденный двигатель постоянного тока. Двигатели с электромагнитом в статоре могут иметь обмотки статора и ротора, соединенные последовательно, параллельно или смешанным образом. Способ подключения определяет тип двигателя.
- серийный двигатель - с обмоткой возбуждения в статоре, соединенном последовательно с обмоткой якоря. Характеризуется высокой зависимостью скорости вращения от нагрузки.