[Править]Принцип работы дпт

Стиль этого раздела неэнциклопедичен или нарушает нормы русского языка. Следует исправить статью согласно стилистическим правилам Википедии.

В принципе работы электродвигателя постоянного тока есть два подхода: 1. рамка (2 стержня) с током в магнитном поле статора, 2. взаимодействие магнитных полей статора и ротора.

[Править]Рамка с током, в однородном магнитном поле полюсов статора

В однородном магнитном поле полюсов статора с индукцией  , на два стержня рамки длиной  , и с током  , действуют силы Ампера  , постоянной величины, равные:

 и направленные в противоположные стороны.

Эти силы прикладываются к плечам  , равным:

, где   - радиус рамки;

и создают крутящий момент  , равный:

.

Для двух стержней рамки, суммарный крутящий момент равен:

.

Практически, (из-за того, что угловая ширина щётки   (в радианах) немного меньше угловой ширины зазора  , между пластинами (ламелями) коллектора, чтобы источник питания не замыкался накоротко) четыре небольших части под кривой крутящего момента, равные:

, где  ,

не участвуют в создании общего крутящего момента.

При числе витков в обмотке равном  , крутящий момент будет равен:

.

Наибольший крутящий момент будет при угле поворота рамки равном:  , т.е. при угле 90°.

При этом угле поворота рамки с током, вектора магнитных полей статора и ротора (рамки) будут перпендикулярны друг к другу, т.е. под углом 90°. При угле поворота ротора (рамки) равном 180°, крутящий момент равен нулю (из-за нулевого плеча), но силы не равны нулю и это положение ротора (рамки), при отсутствии переключения тока, весьма устойчиво и подобно одному шагу в шаговом двигателе.

Без учёта короткозамкнутых щётками частей крутящего момента, средний крутящий момент, за один оборот (период), равен площади под интегральной кривой крутящего момента, делённой на длину периода  :

.

При   витков в обмотке:

.

[Править]Две рамки с током, в однородном магнитном поле полюсов статора

Если на роторе машины установить вторую рамку, сдвинутую относительно первой на угол  , то получится четырёхполюсный ротор.

Момент второй рамки:

.

Суммарный момент обеих рамок:

.

Таким образом получается, что крутящий момент зависит от угла поворота ротора, но неравномерность меньше, чем при одной рамке. Кроме этого добавляется самозапуск из любого положения ротора. При этом для второй рамки потребуется второй коллектор (щёточно-коллекторный узел). Оба узла соединяются параллельно, при этом переключение тока в рамках происходит в интервалах с наименьшим током в рамках, при последовательном соединении переключение тока в одной из рамок (разрыв цепи) происходит во время максимального тока в другой рамке. Практически, из-за того, что угловая ширина щётки   (в радианах) немного меньше угловой ширины зазора   (врадианах) между пластинами коллектора (ламелями), восемь небольших частей под кривой крутящего момента, равных:

, где  ,

не участвуют в создании общего крутящего момента.