Masina de curent continuu se compune dintr-un stator (inductor) şi un rotor (indus).
Statorul este format dintr-o carcasă de fontă sau de oţel în miezul în miezul căreia sunt fixaţi polii (principali şi auxiliari) cu bobinajele respective (inductoare) sau fără bobinaje în cazul magneţilor permanenţi. În părţile laterale ale carcasei sunt situate cele două scuturi ce poartă lagărele.
Rotorul este confecţionat din tole de oţel electrotehnic, fixate pe arbore, având crestături periferice în care se află laturile active ale bobinelor indusului. Rotorul posedă un colector cilindric din lamele de cupru, izolate, montate în coadă de rândunică pe un butuc al arborelui.
Capetele bobinelor rotorului sunt conectate la lamelele colectorului care fac contact, în timpul rotaţiei, succesiv cu periile situate în portperii ce sunt fixate cu material izolant de stator. Periile din cărbune, cupru sau bronz grafitat sunt conectate prin legături flexibile din cupru, la bornele maşinii. Ele sunt fixate în „axa neutră”, ceea ce duce la îmbunătăţirea comutaţiei.
PRINCIPIU DE FUNCȚIONARE
Când curentul trece prin rotorul unui motor de curent continuu, este generat un câmp magnetic care genereaza o forta electromagnetica, si ca rezultat rotorul se roteste. Rotatia rotorului induce o tensiune în bobinajul rotorului. Acesta tensiune indusa are sens opus tensiunii aplicate rotorului. În timp ce motorul se roteste mai rapid, tensiunea rezultata este aproape egala cu cea indusa.
Viteza motorului va ramâne constanta atât timp cât asupra motorului nu actioneaza nici o sarcina, Când asupra rotorului se aplica o sarcina, tensiunea va fi redusa, dar motorul va absorbii un curent mai mare pentru a efectua lucru mecanic.
Deoarece viteza rotatiei controleaza trecerea curentului prin rotor, trebuiesc folosite dispozitive speciale pentru pornirea motoarelor cu curent continuu. Când rotorul se afla în repaus, el, efectiv, nu are nici o rezistenta, si daca tensiunea normala este aplicata, va trece un curent mare, ceea ce ar putea avaria periile colectoare sau motorul.
Mijloacele obisnuite pentru prevenirea acestor accidente este folosirea în serie a unei rezistente, la început, împreuna cu rotorul, pentru a limita curentul pâna când motorul începe sa dezvolte un curent suficient. Pe parcurs ce motorul prinde viteza, rezistenta este redusa treptat, fie manual ori automat.
Viteza cu care un motor cu curent continuu functioneaza, depinde de puterea câmpului magnetic care actioneaza asupra rotorului, cât si de curentul rotorului. Cu cât este mai puternic câmpul magnetic, cu atât este mai mica rata rotatiei necesare sa creeze un curent secundar necesar pentru a contracara curentul aplicat.
Din acest motiv viteza motoarelor cu curent continuu poate fi controlata prin variatia câmpului curentului.
CLASIFICARE
Masinile electrice de curent continuu ca şi cele de curent alternativ sunt reversibile, putând funcţiona ca generatoare sau ca motoare după cum sunt antrenate sau antrenează mecanisme.
a) motor de cc cu excitație derivație, b) motor de cc cu excitație paralel, c) motor de cc cu excitație serie, d) motor de cc cu excitație mixtă
Atât la generatoare cât şi la motoare, după felul excitaţiei distingem: maşini cu excitaţie derivaţie (paralel), serie sau mixtă (compound). În comparaţie cu motoarele asincrone, ele permit reglajul turaţiei în limite largi şi în mod continuu.
Motoarele cu excitaţie derivaţie sunt folosite la acţionarea maşinilor unelte grele, alimentarea acestora făcânduse de la o sursă de tensiune constantă sau având numai înfăşurarea de excitaţie la tensiune constantă, iar indusul alimentat de la o sursă de tensiune variabilă (motoare cu excitaţia alimentată separat).
Motoarele cu excitaţie serie sunt folosite în tracţiunea electrică, la acţionarea tramvaielor, troleibuzelor, electrocarelor, la demararea motoarelor autovehiculelor şi la unele macarale. Ele au caracteristică mecanică moale (viteza scade mult la creşterea cuplului de sarcină), au cuplu mare la pornire, suportă mai bine suprasarcinile şi nu sunt sensibile la căderile mari de tensiune.
Motoarele cu excitaţie mixtă se utilizează la acţionările mecanismelor cu regim variabil, cu număr mare de conectări şi frânare dinamică la oprire. Caracteristicile lor sunt intermediare în raport cu cele ale motoarelor derivaţie şi serie.