Коллекторный электродвигатель: достоинства, недостатки, область применения

Корпус

Схема

Внешняя часть устройства с контактной ручкой.

У корпуса шуруповерта может быть несколько видов:

пистолет. Используется только в бюджетных моделях шуруповерта. Вращающийся вал крепится напрямую к патрону. Удобен для бытовых целей, справляется с завинчиванием шурупов. Главный минус – высокая скорость нагрева, а также необходимость давления во время работы из-за низкой мощности.
T-образный. Внешне напоминает шуруповерт в форме пистолета, но ручка смещена к центру. Такая эргономика обеспечивает возможность удобство во время продолжительной работы. Может быть оснащен разным по мощности электродвигателем. Нашел применение в компактных моделях.
Классическая дрель. Чаще встречается в профессиональных моделях. Имеет характерную выпуклость, в которой находится механизм для передачи усилия на патрон через редуктор. Движения биты плавные, часто имеется возможность регулировки скорости. Желательно наличие дополнительной ручки, так как вес инструмента может превышать 2 кг.

При выборе корпуса шуруповерта следует обратить внимание на качество материалов изготовления. Желательно выбирать модели из плотного пластика с металлическими вставками и прорезиненными элементами в контактных частях

Рукоять должна удобно лежать в руке, не вызывать дискомфорта. Рекомендуется, чтобы кнопка питания, реверса, а также регуляторы скорости и мощности были в свободном доступе для пальцев. Не стоит покупать модель с явным люфтом любых движущихся частей.

Дрель Rebir IE-1206-1-16/2000ER 2000 Вт

Фото: market.yandex.ru

Дрель Rebir IE 1206-1-16/2000 ЕR служит для сверления древесины, стали, цветных металлов и пластмассы. Она оснащена мощным двигателем, благодаря которому достигается отличная производительность. Возможность регулировки частоты вращения позволяет настроить дрель на работу с конкретным типом материала. Алюминиевый корпус редуктора способствует долгому сроку эксплуатации инструмента.

Дрель Rebir IE-1206-1-16/2000ER 2000 Вт

Преимущества:

Трехступенчатый редуктор с большим крутящим моментом
Боковая рукоятка с мягким покрытием для поглощения вибрации
Основная эргономичная рукоятка с мягкой накладкой и широкой клавишей выключателя
При наличии соответствующей перемешивающей насадки машину можно использовать в качестве миксера
Кнопка фиксации для работы в непрерывном режиме
Возможность установки в стационарное положение позволяет выполнять работы эффективно и с большим удобством
Максимальный диаметр режущей кромки сверла: по дереву, пластмассе – 70 мм, по стали – 32 мм

Как выбрать?

Прежде чем приобрести электрическую дрель, необходимо проанализировать несколько важных факторов, таких как:

Мощность электрического двигателя. Обычной дрели достаточно всего лишь 500 Вт. Если устройство будут использовать для работы с древесиной, оно может иметь меньшую мощность. При необходимости сверления металла подобные дрели в процессе эксплуатации останавливаются. Ударные же устройства более эффективны свыше 700 Вт. Приборы миксерного типа должны иметь мощность в пределах 800-1000 Вт. Дрели-шуроповерты в свою очередь могут быть рассчитаны на 450 Вт.

Количество оборотов редуктора в минуту. Оно влияет на скорость работы и тяговые усилия редуктора. Обычные и ударные дрели, отличающиеся высоким качеством, должны достигать 3000 об/мин. У миксеров данный показатель может быть не очень значительным – всего 600 об/мин. Шуроповерты следует приобретать с функцией переключения скоростей вращения. Первая из них должна быть рассчитана на 400 об/мин, последняя – на 1500 об/мин. Если дрель не имеет функции переключения скоростей, лучше всего отдать свое предпочтение прибору, у которого показатель вращения равен примерно 700 об/мин.

Масса прибора. При необходимости продолжительного и регулярного использования дрели, нужно выбирать устройства с небольшим весом. Таким образом можно существенно снизить нагрузку на кисть рабочего. Если дрель будет применяться редко, специалисты советуют приобрести более тяжелый, но дешевый прибор. Как правило, обычные устройства, ударные модели и шуроповерты имеют массу в районе 1,200-1,700 кг. В свою очередь миксеры отличаются весом в пределах 2,700-3,000 кг.

Дополнительные регулировки

Специалисты советуют обратить внимание на наличие возможности настройки скорости оборотов. Также полезной может стать функция регулировки параметров электропитания мотора

Некоторые модели отличаются наличием переключателя для настройки.

Тип патрона. Он может быть как быстрозажимным, так и рассчитанным под ключ. Второй вариант является более надежным вследствие обеспечения уверенной фиксации. В свою очередь дрелью с быстрозажимным патроном пользоваться намного проще. Несмотря на это, такие модели нередко отличаются прокручиванием сверла при работе с прочным материалом.

Источник питания. На рынке присутствует большое количество аккумуляторных и сетевых моделей дрелей. Основные недостатки первых заключаются в периодической необходимости заряжать батарею. К минусам приборов, работающих от электросети, относится невозможность их использования в удаленности от розетки. Стоимость аккумуляторных дрелей немного выше, нежели сетевых.

Патрон

Механическая часть инструмента, предназначенная для крепления насадок и передачи им вращательного движения. Обычно установлен на резьбовую часть шпинделя. Может фиксироваться с помощью винта, зажима или храпового механизма. В качественных моделях есть фиксатор, позволяющий зажимать сверло или биту без дополнительного прокручивания.

Почти все современные шуруповерты профессионального и любительского сегмента оснащены трехкулачковым самозажимным патроном с самоцентровкой. Это позволяет быстро менять насадки, надежно крепить их для долгой и интенсивной работы. Внутри патрона имеется шестигранное отверстие для фиксации хвостовика насадки. Обычно крепление происходит между всеми тремя кулачками путем легкого вращения муфты.

Чтобы установить насадку, нужно взяться за нижнюю муфту, начать крутить верхнюю – это позволяет разжаться кулачкам. Для ускорения процесса можно фиксировать насадку, держась за верхнюю муфту и нажимая кнопку старта для зажима, реверса – для разжатия.

Основные неисправности

Искрение, возникающее между щетками и коллектором – самый главный вопрос, требующий внимания. Чтобы избежать неисправностей более серьезных, таких как их отслаивание и деформация или перегрев ламелей, сработавшуюся щетку необходимо заменить.

Помимо этого, возможно замыкание между обмотками якоря и статора, вызывающее сильное искрение на переходе коллектор-щетка или значительное падение магнитного поля.

Видео: Коллекторный электрический двигатель

Мы часто встречаемся с электродвигателями. Они обеспечивают работу бытовой и строительной техники, являются составной частью производственного оборудования. Немалая часть устройств имеет в составе коллекторный двигатель. Это один из простых и недорогих движков, который имеет хорошие характеристики. Именно этим, да ещё невысокой ценой, обусловлена его популярность.

С обмотками возбуждения

Коллекторные двигатели постоянного тока с обмотками возбуждения нашли более широкое применение. От двигателей этого типа работает аккумуляторный электроинструмент: болгарки, дрели, шуруповерты т.д. Обмотки возбуждения делают из изолированного медного провода (в лаковой оболочке). В качестве основы используются канавки в полюсных наконечниках. На них как на основу наматываются обмотки.

Коллекторный двигатель с системой обмоточного возбуждения

Если посмотреть на устройство коллекторного двигателя, мы видим два несвязанных между собой устройства, ротор и обмотки возбуждения. От способа их подключения зависят характеристики и свойства двигателя. Различают четыре способа соединения ротора и обмоток возбуждения. Эти способы называют способами возбуждения. Вот они:

Независимое. Возможно только если напряжения на обмотке возбуждения и на якоре неравны (бывает очень редко). Если они равны, используется схема параллельного возбуждения.
Параллельное. Хорошо регулируется скорость, стабильная работа на низких оборотах, постоянные характеристики, независимы от времени. К недостаткам подключения этого типа относится нестабильность двигателя при падении тока индуктора ниже нуля.
Последовательное. При таком подключении нельзя включать двигатель с нагрузкой на валу ниже 25% от номинальной. При отсутствии нагрузки скорость вращения сильно возрастает, что может разрушить двигатель. Потому с ременной передачей такой тип подключения не используют, при обрыве ремня мотор разрушается. Схема последовательного возбуждения имеет высокий момент на низких оборотах, но не слишком хорошо работает на высоких, управлять скоростью сложно.
Смешанное. Считается одним из лучших. Хорошо управляется, имеет высокий крутящий момент на низких оборотах, редко выходит из-под контроля. Из недостатков самая высокая цена по сравнению с другими типами.

Способы подключения обмоток возбуждения

Коллекторные двигатели постоянного тока могут иметь КПД от 8-10% до 85-88%. Зависит от типа подключения. Но высокопродуктивные отличаются высокими оборотами (тысячи оборотов в минуту, реже сотни) и низким моментом, так что они идеальны для вентиляторов. Для любой другой техники используют низкооборотистые модели с малым КПД, либо к продуктивным моделям добавляют редуктор, другого решения пока не нашли.

Типичные неисправности

Наибольшего внимания к себе требует щеточно-коллекторный механизм, в котором наблюдается искрение даже при работе нового двигателя. Сработанные щетки следует заменить для предотвращения более серьезных неисправностей: перегрева ламелей коллектора, их деформации и отслаивания. Кроме того, может произойти межвитковое замыкание обмоток якоря или статора, в результате которого происходит значительное падение магнитного поля или сильное искрение коллекторно-щеточного перехода.

Избежать преждевременного выхода из строя универсального коллекторного двигателя может грамотная эксплуатация устройства и профессионализм изготовителя в процессе сборки изделия.

Общая схема реверса электродвигателей

В промышленности и сельском хозяйстве нашли широкое применение различные типы трехфазных асинхронных электродвигателей. Они устанавливаются в электроприводах оборудования, служат составной частью автоматических устройств. Трехфазные агрегаты завоевали популярность, благодаря высокой надежности, простому обслуживанию и ремонту, возможности работы напрямую от сети переменного тока.

Специфика работы устройств, работающих с электродвигателями, предполагает необходимость изменения направления вращения вала, называемого реверсом. Для таких ситуаций разработаны специальные схемы, в состав которых включены дополнительные электрические приборы. Прежде всего, это вводный автомат, имеющий соответствующие параметры, контакторы (2 шт.), тепловое реле и элементы управления в виде трех кнопок, объединенных в общий кнопочный пост.

Для того чтобы вал начал вращаться в противоположную сторону, необходимо изменить расположение фаз подаваемого напряжения. Необходим постоянный контроль над значением напряжения, поступающего на электродвигатель и катушки контакторов. Непосредственное выполнение реверса в трехфазном двигателе осуществляется контакторами (КМ) № 1 и № 2. При срабатывании контактора № 1, фазы поступающего напряжения будут располагаться иначе, нежели при срабатывании контактора № 2.

Для управления катушками обоих контакторов предусмотрены три кнопки – ВПЕРЕД, НАЗАД и СТОП. Они обеспечивают питание катушек в зависимости от расположения фаз. Порядок включения контакторов влияет на замыкание электрической цепи таким образом, что вращение вала двигателя в каждом случае происходит строго в определенную сторону. Кнопку НАЗАД необходимо только нажать, но не удерживать, так как она сама оказывается в нужном положении под действием самоподхвата.

На всех трех кнопках установлена блокировка, предотвращающая их одновременное включение. Несоблюдение этого условия может привести к возникновению в электрической цепи короткого замыкания и выходу из строя оборудования. Для блокировки кнопок используется специальный блок-контакт, расположенный в соответствующем контакторе.

Большая перегрузочная способность

Тиристорные электроприводы с двигателями смешанного возбуждения позволяют использовать такие преимущества этих двигателей, как большая перегрузочная способность и более благоприятная форма естественной механической характеристики, обеспечивающая при меньших грузах большие частоты вращения.

В заключение необходимо отметить, что приборы электромагнитной системы из-за дешевизны, простоты устройства и большой перегрузочной способности широко используются в промышленных электротехнических устройствах низкой частоты в виде амперметров и вольтметров.

Такие двигатели при меньшем, чем у других двигателей, относительном росте величины тока дают большую перегрузочную способность; при малых нагрузках скорость двигателей увеличивается.

Двигатели постоянного тока более удобны для использования в грузоподъемных машинах, так как они обладают большей перегрузочной способностью, позволяют осуществлять регулирование скорости в широких пределах и могут использоваться с большей частотой включений в час, чем двигатели переменного тока.

В настоящее время имеют применение электроприводы с широким диапазоном плавного регулирования частоты вращения и с большими перегрузочными способностями. Частотный способ является наиболее экономичным способом регулирования частоты вращения, и широкое применение получают частотно-регулируемые электроприводы на базе асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

В настоящее время промышленность выпускает электродвигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором серии МАП, которые отличаются большой перегрузочной способностью, могут работать в кратковременном и повторно-кратковременном режимах. Электродвигатели изготовляют в закрытом исполнении. На конце вала электродвигателя смонтирован тормоз типа ТМТ.

В настоящее время i идравлический привод механизмов грузоподъемных машин находит все более широкое применение благодаря следующим преимуществам: большой перегрузочной способности по мощности и моменту; возможное.

Основные достоинства этих приборов заключаются в том, что они пригодны для цепей постоянного и переменного тока и обладают большой перегрузочной способностью. Электромагнитные приборы специальных типов допускают стократную кратковременную перегрузку.

Нагрузочная диаграмма электропривода токарно. го станка.

Электродвигатели вспомогательных механизмов станка работают, как правило, в кратковременном режиме и выбираются с повышенным пусковым моментом и большой перегрузочной способностью для зажимных устройств.

Прибор детекторной системыГа принципиальная схема. б однополупериодная схема. в двухполупериодная схема. г мостовая схема.

Достоинствами приборов является простота конструкции, надежность действия, возможность изготовления многопредельных вольтметров и амперметров, малая потребляемая мощность и сравнительно большая перегрузочная способность.

Прибор для измерения переменного тока с выпрямителем. а, б — схема однополупериодного выпрямления., г — схема двухполупериодного выпрямления.| Схема термоэлектрического прибора. а — с контактным термопреобразователем, б — с бесконтактным.

Достоинствами вынрямительных приборов является простота конструкции, надежность действия, возможность изготовления многопредельных вольтметров и амперметров, малая потребляемая мощность и относительно большая перегрузочная способность.

В настоящее время в качестве зарядных, подзарядных и заряд-но-подзарядных агрегатов широко используют статические кремниевые и селеновые выпрямительные устройства с большим сроком службы и большой перегрузочной способностью. В отличие от двигатель-генераторов они не имеют движущихся частей и более удобны в обслуживании.

Коллекторный двигатель

Коллекторный двигатель – это двигатель, оснащенный щетками, или же щеточно-коллекторным узлом, который и отвечает за приведение в движение данного механизма. Иными словами, коллектор – это совокупность нескольких контактов. Коллекторный двигатель достаточно прост в управлении, а источником питания для него может быть как батарея, так и аккумулятор.

Преимущества коллекторного двигателя заключаются в следующих качествах:

он имеет сравнительно небольшой вес и компактный размер;
его стоимость значительно ниже стоимости бесколлекторного двигателя;
коллекторный двигатель пригоден к ремонту.

Но наряду с преимуществами, данный вид двигателя имеет и недостатки:

коэффициент полезного действия коллекторного двигателя не превышает 50-60%;
слишком быстрый износ двигателя за счет высокой скорости трения его щеток.

Скорость работы коллекторного двигателя одновременно является и преимуществом данного типа механизма, и его недостатком. С одной стороны, она позволяет проводить работу на высоких оборотах, но с другой – становится причиной перегрева мотора и дальнейшего выхода его из строя.

Как работает синхронный электродвигатель

Синхронные машины применяют часто в качестве генераторов. Он синхронно работают с частотой сети, поэтому он с датчиком положения инвертора и ротора, является электронным аналогом коллекторного электродвигателя постоянного тока.

Свойства

Эти двигатели не являются механизмами самозапускающимися, а требуют внешнего воздействия для того, чтобы набрать скорость. Применение они нашли в компрессорах, насосах, прокатных станках и подобном оборудовании, рабочая скорость которого не превышает отметки пятьсот оборотов в минуту, но требуется увеличение мощности. Они достаточно большие по габаритам, имеют «приличный» вес и высокую цену.

Запустить синхронный электродвигатель можно несколькими способами:

Используя внешний источник тока.
Пуск асинхронный.

В первом случае, с помощью мотора вспомогательного, в качестве которого выступать может электродвигатель постоянного тока или индукционный трехфазный мотор. Изначально ток постоянный на мотор не подается. Он начинает вращаться, достигая близкой к синхронной скорости. В этот момент подается постоянный ток. После замыкания магнитного поля, разрывается связь с вспомогательным двигателем.

Во втором варианте необходима установка в полюсные наконечники ротора дополнительной короткозамкнутой обмотки, пересекая которую магнитное вращающееся поле индуцирует токи в ней. Они, взаимодействуя с полем статора, вращают ротор. Пока он не достигнет синхронной скорости. С этого момента крутящий момент и ЭДС уменьшаются, магнитное поле замыкается, сводя к нулю крутящий момент.

Эти электродвигатели менее чувствительны, чем асинхронные, к колебаниям напряжения, отличаются высокой перегрузочной способностью, сохраняют неизменной скорость при любых нагрузках на валу.

Какое напряжение использовать: 220 или 380

Напряжение в 220 В является повсеместным в бытовых электрических сетях, но приборы под 380 В считаются более стабильными и мощными. В принципе оба параметра способны удовлетворить условиям подключения асинхронного двигателя для циркулярной пилы.

Лучше использовать напряжение 380В, т.к. оно позволяет использовать более мощный двигатель, к тому же с большим крутящим моментом.

Встречаются ситуации, когда есть двигатель на 380В, а в доме напряжение на 220В. Как подключить такой двигатель?

Как подключить 380 В к напряжению 220 В

Все возможные схемы подключения для преобразования 220 В в 380 В указываются на шильдике электродвигателя. Поэтому, сперва смотрим на него и в первую очередь руководствуемся тем, что написано там.

На практике, при подключении обычного асинхронного двигателя, используют 2 метода:

частотный преобразователь. Его назначение преобразовывать 1 фазу при напряжении 220 В в 3 фазы 380 В с точно таким же параметром напряжения. Частотники стоят дорого, поэтому редко используются для преобразования в домашних условиях;
при помощи конденсатора. Потребуется устройство для переменного тока. Но конденсатор следует подключать к одной из обмоток двигателя – в этом случае произойдет смещение фазы, и возникнет крутящий момент вследствие образования ЭДС в магнитном поле.

Посмотрев видео можно увидеть два практических способа подключения электрического мотора на 380В к бытовой сети переменного тока.

Возможные поломки и способы их ремонта

В результате работы коллекторного двигателя могут возникнуть неисправности. Большинство из них самостоятельно сможет устранить человек не имеющий специализированных технических знаний и оборудования. Ниже представлены наиболее часто возникающие неисправности.

Повышенный шум при работе узла. Сильный уровень шума при работе мотора может свидетельствовать о выходе из строя подшипников, на которые установлен якорь.

При выходе из строя подшипников качения необходимо заменить изношенные детали новыми.

Износ щёток. Критическая изношенность щёток сопровождается повышенным уровнем шума при работе. Несвоевременная замена может привести к поломке коллектора. При возникновении неисправности необходимо заменить графитовые щётки

При выборе щёток необходимо обратить внимание на их толщину. Новые детали не должны застревать в держателях

Двигатель 3S FE :Технические характеристики

Отсутствие вращения якоря при подключении мотора к сети питания. Отсутствие вращения может возникнуть в результате обрыва цепи питания. Обрыв может произойти в результате поломки пружины прижимающей щётку к коллектору или при обрыве провода. При поломке пружины необходимо заменить ее новой деталью. При обрыве провода необходимо восстановить его целостность.

Отсутствие вращения ротора может возникнуть в результате выхода из строя предохранителя. Для восстановления работоспособности необходимо установить новый предохранитель. Перед установкой предохранителя необходимо определить причину, по которой старое устройство вышло из строя. После устранения причины можно установить предохранитель и провести испытание двигателя.

Отсутствие регулировки вращения вала якоря. После запуска агрегат работает на максимальных оборотах. Такая неисправность возникает в результате поломки реостата. Для восстановления работоспособности двигателя необходимо заменить регулятор.

Медленное вращение ротора. Снижение частоты вращения вала может возникнуть в результате низкого напряжения в сети питания. Необходимо проверить напряжение. Снижение оборотов якоря может быть спровоцировано высокой нагрузкой. Необходимо снизить нагрузку на якорь.

Из вышеперечисленного следует, что коллекторный мотор преобразовывает электрическую энергию в физическую силу. Для передачи напряжения к обмоткам якоря используются щётки. Моторы отличаются простотой конструкции и небольшими габаритно массовыми параметрами.

Пылесос, кофемолка, дрель, перфоратор, триммер — далеко не полный перечень оборудования, в котором используется преобразование электрической энергии в механическую для работы бытовых устройств.

Они содержат сложные технические узлы, требуют умелого обращения, периодического осмотра, правильного обслуживания. При небрежной работе возникают различные поломки.

Материал статьи представляет советы домашнему мастеру, работающему с электрическими инструментами или планирующему самостоятельный ремонт электродвигателя с щеточным механизмом и коллектором. Текст наглядно дополняется схемами, картинками и видеороликом.

Предоставленная информация собрана с целью привлечь внимание пользователей к правилам эксплуатации бытовых приборов с коллекторным двигателем. Она поможет осознанно фиксировать возникающие дефекты работающей схемы, оперативно устранять их

Асинхронные электродвигатели

Благодаря дешевизне и простоте конструкции электрические машины такого типа получили самое широкое распространение. Их принципиальное отличие – наличие так называемого скольжения. Это разность между частотой вращения магнитного поля неподвижной части электрической машины и скоростью вращение ротора. Напряжение на вращающейся части индуцируется за счет переменного магнитного поля обмоток статора двигателя. Вращение вызывает взаимодействие поля электромагнитов неподвижной части и магнитного поля ротора, возникающего под влиянием наведенных в нем вихревых токов. По особенностям обмоток статора выделяют:

Однофазные двигатели переменного тока. Двигатели такого типа требуют для пуска наличия внешнего фазосдвигающего элемента. Это может быть пусковой конденсатор или индуктивное устройство. Область применения однофазных двигателей – маломощные приводы.
Двухфазные электрические машины. Такие двигатели имеют 2 обмотки со смещенными относительно друг друга фазами. Их также используют для бытовых устройств и оборудования, имеющего небольшую мощность.
Трех- и многофазные электродвигатели. Наиболее распространенный тип асинхронных машин. Электрические двигатели такого типа имеют от 3-х и более обмоток статора, сдвинутых по фазе на определенный угол.

По конструкции ротора асинхронные электрические машины делят на двигатели с короткозамкнутым и фазным ротором.

Обмотка ротора электрических машин первого типа представляет собой несколько неизолированных стержней, выполненных из сплавов меди или алюминия, замкнутых с двух сторон кольцами (конструкция “беличья клетка”). Асинхронные двигатели такого типа обладают следующими преимуществами:

Достаточно простая схема пуска. Такие электрические машины можно подключать непосредственно к электрической сети через аппараты коммутации.
Допустимость кратковременных перегрузок.
Возможность изготавливать электрические машины высокой мощности. Двигатель такого типа не содержит скользящих контактов, препятствующих наращиванию мощности.
Относительно простое ТО и ремонт. Асинхронные электромашины имеют несложную конструкцию.
Невысокая цена. Двигатели асинхронного типа стоят дешевле синхронных машин и ДПТ.

Электрические машины с короткозамкнутым ротором имеют свои недостатки:

Предельная скорость вращения составляет не более 3000 об/мин при входе в синхронный режим.
Технически сложная реализация регулирования частоты вращения.
Высокие пусковые токи при прямом запуске.

Электродвигатели с фазным ротором частично лишены недостатков, присущих машинам с ротором конструкции “беличья клетка”. Вращающаяся часть электрической машины такого типа имеет обмотки, соединенные в схему “звезда”. Напряжение подводится к обмотке через 3 контактных кольца, закрепленных на роторе и изолированных от него.

Такие электродвигатели обладают следующими достоинствами:

Возможность ограничивать пусковые токи при помощи резистора, включенного в цепь электромагнитов ротора.
Больший, чем у электромашин с короткозамкнутым ротором, пусковой момент.
Возможность регулировки скорости.

Недостатками таких двигателей являются относительно большие габариты и масса, высокая цена, более сложный ремонт и сервисное обслуживание.

Как коллекторные электродвигатели различаются между собой

Есть разные способы классификаций двигателей. Например, различают разный способ возбуждения двигателя:

С помощью постоянного магнита (обычно используется в электродвигателях малой мощности);
С помощью электрических магнитов (обычно используется в устройствах с большой мощностью, например, на заводском станке или грузоподъёмной машине).

Соединение обмоток тоже может стать причиной классификации:

Последовательное соединение. Раньше такой способ назывался «сериесным» соединением. Подключение обмотки происходит последовательно к якорной обмотке. Плюс этого вида: быстрый запуск устройства. Минус: при уменьшении скорости вращения нагрузка на вал будет повышена, из-за этого велика вероятность, что двигатель износится раньше гарантированного срока эксплуатации.

Параллельное соединение. Сейчас можно услышать, как его называют «шунтовым» соединением. Как понятно из названия, подключение является параллельным между обмотками. Обороты в этом случае происходят в состоянии относительной стабильности, они же и являются плюсом этого вида подключения. Минус: в случае возникновения обрыва цепи может сломаться весь элемент целиком.
Независимое соединение. В этом случае каждая обмотка запитана от своего источника. Благодаря этому обороты можно подвергать точной регулировке. Чем-то напоминает параллельное соединение, плюсы и минусы в них похожи.
Смешанное соединение. Частично обмотка подключается параллельным способом, тогда как другая часть последовательным способом. Плюсы обоих видов при этом актуальны для данного вида соединения.

Устройство и принцип работы

ДПТ по своему строению напоминает синхронный электродвигатель переменного тока, разница между ними только в типе потребляемого тока. Двигатель состоит из неподвижной части – статора или индуктора, подвижной части – якоря и щеточноколлекторного узла. Индуктор может быть выполненным в виде постоянного магнита, если двигатель маломощный, но чаще он снабжается обмоткой возбуждения, имеющей два или больше полюса. Якорь состоит из набора проводников (обмоток), закрепленных в пазах. В простейшей модели ДПТ использовались только один магнит и рамка, по которой проходил ток. Такую конструкцию можно рассматривать только в качестве упрощенного примера, тогда как современная конструкция – это усовершенствованный вариант, имеющий более сложное устройство и развивающий необходимую мощность.Принцип работы ДПТ основан на законе Ампера: если в магнитное поле поместить заряженную проволочную рамку, она начнет вращаться. Ток, проходя по ней, образует вокруг себя собственное магнитное поле, которое при контакте с внешним магнитным полем начнет вращать рамку. В случае с одной рамкой вращение будет продолжаться, пока она не займет нейтральное положение параллельно внешнему магнитному полю. Чтобы привести систему в движение, нужно добавить еще одну рамку. В современных ДПТ рамки заменены якорем с набором проводников. На проводники подается ток, заряжая их, в результате чего вокруг якоря возникает магнитное поле, которое начинает взаимодействовать с магнитным полем обмотки возбуждения. В результате этого взаимодействия якорь поворачивается на определенный угол. Далее ток поступает на следующие проводники и т.д.
Для попеременной зарядки проводников якоря используются специальные щетки, выполненные из графита или сплава меди с графитом. Они играют роль контактов, которые замыкают электрическую цепь на выводы пары проводников. Все выводы изолированы между собой и объединены в коллекторный узел – кольцо из нескольких ламелей, находящееся на оси вала якоря. Во время работы двигателя щетки-контакты поочередно замыкают ламели, что дает возможность двигателю вращаться равномерно. Чем больше проводников имеет якорь, тем более равномерно будет работать ДПТ.Двигатели постоянного тока делятся на:
— электродвигатели с независимым возбуждением;
— электродвигатели с самовозбуждением (параллельные, последовательные или смешанные).
Схема ДПТ с независимым возбуждением предусматривает подключение обмотки возбуждения и якоря к разным источникам питания, так что между собой они не связаны электрически.
Параллельное возбуждение реализовывается путем параллельного подключения обмоток индуктора и якоря к одному источнику питания. Двигатели этих двух типов обладают жесткими рабочими характеристиками. У них частота вращения рабочего вала не зависит от нагрузки, и ее можно регулировать

Такие двигатели нашли применение в станках с переменной нагрузкой, где важно регулировать скорость вращения вала
При последовательном возбуждении якорь и обмотка возбуждения подключены последовательно, поэтому значение электрического тока у них одинаковое. Такие двигатели более «мягкие» в работе, имеют больший диапазон регулирования скоростей, но требуют постоянной нагрузки на вал, иначе скорость вращения может достичь критической отметки

У них высокое значение пускового моменты, что облегчает запуск, но при этом скорость вращения вала зависит от нагрузки. Применяются они на электротранспорте: в кранах, электропоездах и городских трамваях.
Смешанный тип, при котором одна обмотка возбуждения подключается к якорю параллельно, а вторая – последовательно, встречается редко.

Принцип работы коллекторного мотора

Электрический ток (DC или direct current), поступая на обмотки якоря (в зависимости от их количества на каждую по очереди) создает в них электромагнитное поле, которое с одной стороны имеет южный полюс, а с другой стороны северный.

Многие знают, что, если взять два любых магнита и приставить их одноименными полюсами друг другу, то они не за что не сойдутся, а если приставить разноименными, то они прилипнут так, что не всегда возможно их разъединить.

Так вот, это электромагнитное поле, которое возникает в любой из обмоток якоря, взаимодействуя с каждым из полюсов магнитов статора, приводит в действие (вращение) сам якорь. Далее ток, через коллектор и щетки переходит к следующей обмотке и так последовательно, переходя от одной обмотки якоря к другой, вал электродвигателя совместно с якорем вращается, но лишь до тех пор, пока к нему подается напряжение.

В стандартном коллекторном моторе якорь имеет три полюса (три обмотки) – это сделано для того чтобы движок не «залипал» в одном положении.