Elektromagnetischer Motor

Der elektromagnetische Gleichstrommotor besteht aus Statorpolen, Rotor (Anker), Kommutator (allgemein als Kommutator bekannt), Bürsten, Gehäuse, Lagern usw.
Die Statorpole (Hauptpole) des elektromagnetischen Gleichstrommotors bestehen aus einem Eisenkern und einer Erregerwicklung. Entsprechend den unterschiedlichen Erregungsmethoden (in der alten Norm Erregung genannt) kann man sie in reihenerregte Gleichstrommotoren, nebenschlusserregte Gleichstrommotoren, separat erregte Gleichstrommotoren und zusammengesetzt erregte Gleichstrommotoren unterteilen. Aufgrund unterschiedlicher Erregungsmethoden sind auch die Gesetze des Statorpolflusses (der von der Statorpol-Erregerspule nach der Stromzufuhr erzeugt wird) unterschiedlich.
Die Erregerwicklung und die Rotorwicklung des reihenerregten Gleichstrommotors sind über Bürsten und Kommutatoren in Reihe geschaltet. Der Erregerstrom ist proportional zum Ankerstrom. Der Statorfluss nimmt mit zunehmendem Erregerstrom zu. Das Drehmoment ist ungefähr proportional zum Quadrat des Ankerstroms. Mit zunehmendem Drehmoment oder Strom nimmt die Drehzahl schnell ab. Sein Anlaufdrehmoment kann mehr als das Fünffache des Nenndrehmoments erreichen, und sein kurzfristiges Überlastdrehmoment kann mehr als das Vierfache des Nenndrehmoments erreichen. Die Geschwindigkeitsänderungsrate ist groß und die Leerlaufgeschwindigkeit ist sehr hoch (es ist im Allgemeinen nicht erlaubt, im Leerlauf zu laufen). Eine Geschwindigkeitsregelung kann erreicht werden, indem ein externer Widerstand in Reihe (oder parallel) mit der in Reihe erregten Wicklung geschaltet wird, oder indem die in Reihe erregte Wicklung parallel geschaltet wird.
Die Erregerwicklung des parallelerregten Gleichstrommotors ist parallel zur Rotorwicklung geschaltet und ihr Erregerstrom ist relativ konstant. Das Anlaufdrehmoment ist proportional zum Ankerstrom und der Anlaufstrom beträgt etwa das 2,5-fache des Nennstroms. Mit steigendem Strom und Drehmoment nimmt die Drehzahl leicht ab und das kurzzeitige Überlastmoment beträgt das 1,5-fache des Nenndrehmoments. Die Geschwindigkeitsänderungsrate ist gering und beträgt 5 % bis 15 %. Die Geschwindigkeit kann durch Abschwächung der konstanten Kraft des Magnetfeldes angepasst werden.
Die Erregerwicklung des fremderregten Gleichstrommotors ist an eine unabhängige Erregerstromversorgung angeschlossen, sein Erregerstrom ist ebenfalls relativ konstant und das Anlaufdrehmoment ist proportional zum Ankerstrom. Die Geschwindigkeitsänderung beträgt ebenfalls 5 % bis 15 %. Die Drehzahl kann durch Abschwächung des Magnetfeldes konstanter Leistung erhöht oder durch Reduzierung der Spannung der Rotorwicklung verringert werden.
Zusätzlich zur Nebenschlusswicklung ist der Statorpol des zusammengesetzten erregten Gleichstrommotors auch mit einer in Serie erregten Wicklung (mit weniger Windungen) in Reihe zur Rotorwicklung ausgestattet. Die Richtung des von der Reihenwicklung erzeugten magnetischen Flusses ist dieselbe wie die der Hauptwicklung. Das Anlaufdrehmoment beträgt etwa das 4-fache des Nenndrehmoments, das kurzzeitige Überlastdrehmoment etwa das 3,5-fache des Nenndrehmoments. Die Geschwindigkeitsänderungsrate beträgt 25 % bis 30 % (bezogen auf die Reihenwicklung). Die Geschwindigkeit kann durch Abschwächung der magnetischen Feldstärke angepasst werden.
Die Kommutatorsegmente des Kommutators bestehen aus Legierungsmaterialien wie Silber-Kupfer und Cadmium-Kupfer und sind mit hochfestem Kunststoff geformt. Die Bürsten stehen in Gleitkontakt mit dem Kommutator, um der Rotorwicklung Ankerstrom zuzuführen. Die Bürsten elektromagnetischer Gleichstrommotoren verwenden im Allgemeinen Metallgraphitbürsten oder galvanisierte Graphitbürsten. Der Rotorkern besteht aus laminierten Siliziumstahlblechen, im Allgemeinen mit 12 Schlitzen und 12 darin eingebetteten Ankerwicklungssätzen. Die Wicklungen werden in Reihe geschaltet und dann jeweils mit den 12 Kommutatorsegmenten verbunden.