Οι ηλεκτρικές μηχανές είναι συσκευές για τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε μηχανική (και αντίστροφα). Η λειτουργία μιας μηχανής συνεχούς ρεύματος βασίζεται στο νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής.
Αυτές οι μονάδες χρησιμοποιούνται συνήθως στη βιομηχανία για εφαρμογές έλξης όπως γερανοί και βαρούλκα. Ένα σημαντικό μειονέκτημα του κινητήρα είναι ο σχηματισμός εναποθέσεων άνθρακα από τις βούρτσες στον συλλέκτη. Για να αποφευχθεί ο υπερβολικός σπινθήρας, είναι απαραίτητο να επιθεωρείτε περιοδικά και να πραγματοποιείτε προληπτική συντήρηση. Ο σχεδιασμός των μηχανών συνεχούς ρεύματος διαφέρει από τους ασύγχρονους και σύγχρονους κινητήρες.
Μεταξύ των πόλων, που δημιουργούν μια σταθερή μαγνητική ροή, υπάρχει μια άγκυρα κατασκευασμένη σε μορφή χαλύβδινου κυλίνδρου. Στις αυλακώσεις του τοποθετούνται πηνία ενός χάλκινου αγωγού και τα άκρα του αγωγού συνδέονται με μισούς δακτυλίους, οι οποίοι είναι απομονωμένοι από άλλα μέρη του μηχανήματος - αυτός είναι ο συλλέκτης κατά μήκος του οποίου ολισθαίνουν οι βούρτσες. Συνδέονται στο εξωτερικό κύκλωμα.
Εφόσον δημιουργείται μια ηλεκτροκινητική δύναμη στα πηνία, ο οπλισμός της μηχανής συνεχούς ρεύματος αρχίζει να περιστρέφεται όταν το πεδίο το διασχίζειστροφές.
Λόγω του γεγονότος ότι η μαγνητική επαγωγή κατανέμεται άνισα στον χαλύβδινο κύλινδρο, η ταχύτητα του παραγόμενου EMF εξαρτάται από την πυκνότητα ρεύματος στα κενά μεταξύ των στροφών. Έτσι, κάτω από τους πόλους, η μαγνητική επαγωγή είναι μέγιστη και στο κέντρο του οπλισμού (στον διαμήκη άξονα) είναι ίση με μηδέν.
Όταν ο οπλισμός μιας μηχανής συνεχούς ρεύματος περιστρέφεται, κάθε μισή στροφή οι αγωγοί αλλάζουν πολικότητα, καθώς πέφτουν υπό την επίδραση αντίθετων πόλων, επομένως, η κατεύθυνση της ηλεκτροκινητικής δύναμης αλλάζει προς το αντίθετο, και εάν το EMF αλλάζει σε χρόνο και κατεύθυνση, τότε θα πρέπει να αποδοθεί σε μια μεταβλητή. Για να εισέλθει ένα σταθερό εξάρτημα στο εξωτερικό κύκλωμα, στη συσκευή της μηχανής DC περιλαμβάνεται ένας συλλέκτης. Είναι ένα είδος διακόπτη. Οι σταθερές βούρτσες, οι οποίες είναι συνδεδεμένες σε ένα εξωτερικό κύκλωμα, γλιστρούν σε μισούς δακτυλίους σταθερά αγκυρωμένους.
Περιστρεφόμενος, ο οπλισμός έρχεται σε επαφή μόνο με τη βούρτσα που βρίσκεται κάτω από μια συγκεκριμένη πολικότητα. Τη στιγμή που αλλάζει η κατεύθυνση της ηλεκτροκινητικής δύναμης, οι δακτύλιοι αλλάζουν, δηλαδή για το εξωτερικό κύκλωμα, δεν υπάρχει αλλαγή στην κατεύθυνση του EMF. Έτσι, ο συλλέκτης είναι ένα είδος ανορθωτή που δεν επιτρέπει στο παραγόμενο ρεύμα να αλλάξει.
Για να εξαλειφθεί ο παλμός της ηλεκτροκινητικής δύναμης, υπάρχουν πηνία στον οπλισμό που είναι προσαρτημένα σε ζεύγη πλακών συλλέκτη. Οι στροφές μετατοπίζονται μεταξύ τους κατά μια μικρή γωνία, αυτό σας επιτρέπει να αντισταθμίσετε την παραμόρφωση στις αρμονικές και το ρεύμα εισέρχεται στο κύκλωμα χωρίς κυματισμό.
Εάν οι μηχανές συνεχούς ρεύματος λειτουργούν σε λειτουργία κινητήρα, τότε, αντίθετα, εφαρμόζεται τάση στις βούρτσες. Έτσι, περνώντας από τον συλλέκτη, εμφανίζεται ένα ρεύμα στις στροφές, το οποίο δημιουργεί το δικό του μαγνητικό πεδίο. Αλληλεπιδρώντας με το πεδίο των πόλων, ο οπλισμός αρχίζει να περιστρέφεται, ωστόσο, σε μια στιγμή που η φορά περιστροφής θα έπρεπε να είχε αλλάξει όταν οι αγωγοί περνούν από τον αντίθετο πόλο, ο συλλέκτης αλλάζει ακόμα πολικότητα. Έτσι, η κατεύθυνση του ρεύματος και, κατά συνέπεια, το μαγνητικό του πεδίο αλλάζει. Σε αυτήν την περίπτωση, ο συλλέκτης είναι ένας μετατροπέας, ένας μετατροπέας DC/AC.
