Глава VI
МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Устройство и принцип работы
Машина постоянного тока состоит из статора, якоря и двух подшипниковых щитов (рис. 76, а, б, в, г, с, е, ж).
Принцип действия генератора постоянного тока основан на явлении электромагнитной индукции При протекании постоянного тока по обмотке возбуждения образуется магнитный поток Ф. Если ротор вращать первичным двигателем, то обмотка якоря будет пересекать магнитное поле и в ней будет индуктироваться переменная э. д. с., затем с помощью коллектора и щеток выпрямляется. На выводах генератора получается постоянная э. д. с.
где р — число пар основных полюсов;
N — число эффективных проводников обмотки якоря; а — число пар параллельных ветвей обмотки якоря, п — скорость вращения якоря, об/мин;
Ф — магнитный поток под полюсом, вб.
В формуле з. д. с. все величины, кроме скорости и потока, постоянные для заданной машины и могут быть объединены е один коэффициент
Формула э. д. с. машины постоянного тока примет вид:
Если к зажимам генератора присоединить сопротивление потребителя, то потечет ток и на зажимах генератора установится напряжение U, несколько меньше э. д. с. Генератор будет отдавать электрическую мощность Р = UI, получаемую из механической мощности первичного двигателя.
Принцип действия двигателя постоянного тока основан на явлении взаимодействия проводника с током с магнитным потоком. Если машина возбуждена и к обмотке якоря подведен постоянный ток, то на каждый проводник обмотки действует сила, направление которой определяют по правилу левой руки. В результате возникает электромагнитный момент, величина которого зависит от тока якоря и потока 
где Iа — ток якоря, а;
— постоянный для данной машины коэффициент.
Механическая мощность на валу двигателя Р = Мω, где ω — угловая скорость ротора в рад/сгк. Механическая мощность двигателя в результате преобразования в якоре получается из подводимой к нему электрической мощности.
Рис. 76. Основные узлы и детали конструкции машины постоянного тока:
а — станина; б — основной полюс с обмоткой; в — добавочный полюс с обмоткой; г — якорь без обмотки и коллектора; д — коллектор; е — щеточная траверса; ж — щеткодержатели со щетками; 1 — лапы; 2 — место для добавочного полюса; 3 — рым-болт; 4 — место для основного полюса; 5 — полюсный наконечник; 6 — сердечник полюса; 7 — станина; 8 — полюсная катушка; 9 — нажимная шайба; 10 — место для бандажа; 11 — место для коллектора; 12 — корпус коллектора; 13 — стяжной болт; 14 — нажимное кольцо; 15 — изоляция (миканит); 16 — петушки; 17 — пластины; 18 — щеточный палец; 19 — изоляция; 20 — стопорный болт; 21 — гибкий тросик; 22 — приспособления для прижатия щетки; 23 — пружина; 24 — щетка; 25 — обойма.
Системы возбуждения машин постоянного тока.
По способу возбуждения (создания магнитного потока) различают три группы машин: с возбуждением от постоянных магнитов; с независимым возбуждением; с самовозбуждением. Наиболее распространены машины 2-й и 3-й групп
В машинах независимого возбуждения обмотка полюсов получает постоянный ток от постороннего, независимо от машины источника. В машинах с самовозбуждением обмотка полюсов электрически связана с обмоткой якоря.
Машины с самовозбуждением подразделяют на следующие типы; параллельного возбуждения, или шунтовые, в которых обмотка возбуждения присоединена параллельно обмотке якоря,
последовательного возбуждения, или сериесные, в которых обмотка возбуждения соединена последовательно с обмоткой якоря;
смешанного возбуждения, или компаундные, с двумя обмотками, одна из которых соединена параллельно, другая последовательно с обмоткой якоря.
