Les machines électriques sont des dispositifs permettant de convertir l'énergie électrique en énergie mécanique (et inversement). Le fonctionnement d'une machine à courant continu est basé sur la loi de l'induction électromagnétique.
Ces unités sont généralement utilisées dans l'industrie pour les applications de traction telles que les grues et les treuils. Un inconvénient important du moteur est la formation de dépôts de carbone à partir des balais sur le collecteur. Pour éviter des étincelles excessives, il est nécessaire d'inspecter périodiquement et d'effectuer un entretien préventif. La conception des machines à courant continu est différente de celle des moteurs asynchrones et synchrones.
Entre les pôles, qui créent un flux magnétique constant, se trouve une ancre réalisée sous la forme d'un cylindre en acier. Les bobines d'un conducteur en cuivre sont posées dans ses rainures et les extrémités du conducteur sont reliées à des demi-anneaux isolés des autres parties de la machine - c'est le collecteur le long duquel les brosses glissent. Ils se connectent au circuit extérieur.
Puisqu'une force électromotrice apparaît dans les bobines, l'armature de la machine à courant continu commence à tourner lorsque le champ la traversetourne.
En raison du fait que l'induction magnétique est répartie de manière inégale sur le cylindre en acier, la vitesse de la FEM générée dépend de la densité de courant dans les espaces entre les spires. Ainsi, sous les pôles, l'induction magnétique est maximale, et au centre de l'induit (sur l'axe longitudinal) elle est nulle.
Lorsque l'armature d'une machine à courant continu tourne, à chaque demi-tour, les conducteurs changent de polarité, car ils tombent sous l'influence de pôles opposés, par conséquent, la direction de la force électromotrice change dans le sens opposé, et si la FEM changements de temps et de direction, alors il doit être attribué à une variable. Pour qu'un composant constant entre dans le circuit externe, un collecteur est inclus dans le dispositif de la machine à courant continu. C'est une sorte d'interrupteur. Les balais fixes, qui sont reliés à un circuit extérieur, coulissent sur des demi-anneaux ancrés rigidement.
Rotative, l'armature n'est en contact qu'avec le balai qui est sous une polarité particulière. Au moment où la direction de la force électromotrice change, les anneaux commutent, c'est-à-dire que pour le circuit externe, il n'y a pas de changement de direction de la FEM. Ainsi, le collecteur est une sorte de redresseur qui ne permet pas au courant généré de changer.
Pour éliminer la pulsation de la force électromotrice, il y a des bobines sur l'armature qui sont attachées à des paires de plaques collectrices. Les spires sont décalées les unes des autres d'un léger angle, cela permet de compenser la distorsion des harmoniques et le courant entre dans le circuit sans ondulation.
Si les machines à courant continu fonctionnent en mode moteur, alors, au contraire, une tension est appliquée aux balais. Ainsi, en traversant le collecteur, un courant apparaît dans les spires, qui crée son propre champ magnétique. Interagissant avec le champ des pôles, l'armature commence à tourner, cependant, à un moment où le sens de rotation aurait dû changer lorsque les conducteurs traversent le pôle opposé, le collecteur change toujours de polarité. Ainsi, la direction du courant et, par conséquent, son champ magnétique changent. Dans ce cas, le collecteur est un onduleur, un convertisseur DC/AC.
