Характерною ознакою колекторних машин є наявність у них колектора - механічного перетворювача змінного струму в постійний і навпаки. Необхідність в такому перетворювачі пояснюється тим, що в обмотці якоря колекторної машини повинен протікати змінний струм, так як тільки в цьому випадку в машині відбувається безперервний процес електромеханічного перетворення енергії.
До колекторним машинам постійного струму относятсядвігатель постійного струму ДПТ і генератор постійного струму ГПТ які мають однакову конструкцію і можуть заміняти один одного тобто ДПТ може працювати як ГПТ і навпаки. Розберемо пристрій колекторних машин на прикладі двигуна постійного струму.
Колекторна машина постійного струму складається з:
- Якоря (рухома частина) який складається з вала, обмотки якоря, колектора, двох підшипників і сердечника. Сердечник - це циліндр з штампованих листів електротехнічної сталі товщиною 0,5 мм покритих електроізоляційним лаком. Така збірна конструкція служить для зменшення вихрових струмів. В осерді є пази в які вкладені пазові боку обмотки якоря.
- Статора (4) (нерухомої частини) - станина, головні полюси з полюсними котушками (2,3).
Статор конструктивно може бути виконаний двох видів:
- збірний - складається з цільної тянутой труби і прикріпленим до неї всередині полюсів. Сердечник полюса виконаний у вигляді сталевого бруска або з шихтованних пластин 0,5 - 1 мм. Обмотка полюса намотана навколо сердечника. Обмотки полюсів з'єднані між собою послідовно і утворюють обмотку збудження яка при підключенні до джерела постійного струму створює магнітне поле в магнітній системі двигуна.
- цілісний шихтованний - застосовується в машинах потужністю 600 Вт і більше. Він складається з з пакета пластин електротехнічної сталі складної конфігурації товщиною 0,35 - 0,5 мм.
Пристрій щітково колекторного переходу.
Найбільш складним і ненадійним місцем колекторної машини є щітково колекторний перехід який складається з щіток (які кріпляться в щіткотримачі) і колектора який складається з набору колекторних пластин трапецеидального перетину, розділених міканітовимі прокладками. Пластини з міді і міканіти утримуються в стислому стані за нижню частину, що має форму «хвоста», за допомогою сталевих конусних кілець 1 (рис. 13.2). Виступаюча вгору частина колекторних пластин 6, звана «півник», служить для приєднання секцій обмотки якоря до пластин колектора. Колекторні пластини ізолюють від конусних кілець міканітовимі манжетами 3, а від втулки 5 - міканітовим ізолюючим циліндром 4.
Переваги та недоліки колекторних машин постійного струму.
Електричні машини постійного струму використовують як в якості генераторів, так і двигунів. Найбільше застосування мають двигуни постійного струму, діапазон потужності яких досить широкий: від часток вата (для приводу пристроїв автоматики) до декількох тисяч кіловат (для приводу прокатних станів, шахтних підйомників та інших великих механізмів).
Двигуни постійного струму широко використовують для приводу підйомних пристроїв в якості кранових двигунів і приводу транспортних засобів, а також в якості тягових двигунів.
Основні переваги двигунів постійного струму в порівнянні з безколекторними двигунами змінного струму - хороші пускові і регулювальні властивості, можливість отримання частоти обертання понад 3000 об / хв, а недоліки - відносно висока вартість, деяка складність у виготовленні, знижена надійність. Ці недоліки машин постійного струму обумовлені наявністю в них щітково-коплекторного вузла. який до того ж є джерелом радіоперешкод і пожежонебезпеки. Але, незважаючи на зазначені недоліки, двигуни постійного струму в деяких випадках поки незамінні, оскільки володіють великою перевантажувальної здатністю, хорошими пусковими і регулювальними властивостями.