Stejnosměrné stroje

Stejnosměrné stroje jsou historicky nejstaršími elektrickými stroji a nejprve se používaly jako generátory pro výrobu stejnosměrného proudu. Na statoru jsou k vytvoření magnetického toku umístěny hlavní póly, které mohou být buzeny cívkami, nebo permanentními magnety. Póly s budícím vinutím se skládají z pólového jádra a pólového nástavce. Dále zde mohou být tzv. pomocné póly (komutační) umístěné mezi hlavními póly pro zlepšení komutačních vlastností stroje. Rotor (pohyblivá část stroje, nazývaná kotvou) je složená z dynamových (izolovaných křemíkových) plechů, v jehož drážkách umístěných po obvodu je vinutí. Jednotlivé cívky vinutí kotvy jsou připojeny k měděným vzájemně izolovaným lamelám komutátoru, který zde zastává funkci mechanického usměrňovače proudu. Komutátor je mechanicky spolu s magnetickým obvodem nasazen na hřídeli stroje. Na komutátor dosedají kartáče, umístěné ve speciálních držácích, jimiž se přivádí proud do vinutí kotvy. Komutátor a kartáče tvoří sběrné ústrojí stroje.

Princip činnosti stejnosměrného stroje

Princip činnosti lze vysvětlit na elementárním stroji, jehož vinutí kotvy tvoří pouze dva vodiče a, b spojené do jednoho závitu umístěného na rotoru, který se otáčí v magnetickém poli vytvořeném dvojicí hlavních pólů. Závit je připojen ke dvěma lamelám komutátoru, které jsou navzájem izolovány a otáčejí se společně s rotorem. Na komutátor dosedají dva nepohyblivé kartáče, které jsou umístěny do tzv. neutrální osy tj. do geometrické osy mezi dvěma sousedními hlavními póly. Stejnosměrné stroje mohou pracovat jako generátory (přeměňují mechanickou energii na elektrickou) anebo jako motory (přeměňují naopak elektrickou energii na mechanickou).

Rozdělení stejnosměrných strojů

Stejnosměrné stroje s budícím vinutím na hlavních pólech rozdělujeme podle způsobu napájení tohoto vinutí

1.stroje s cizím buzením - budící vinutí hlavních pólů je napájeno z nezávislého stejnosměrného zdroje anebo má stroj permanentní magnety (PM).
2.stroje s derivačním buzením - budící vinutí hlavních pólů je zapojeno paralelně ke kotvě
3.stroje se sériovým buzením - budící vinutí hlavních pólů je zapojeno do série s kotvou
4.stroje s kompaundním (smíšeným) buzením - na hlavních pólech je budící vinutí derivační a sériové.

Druhy stejnosměrných strojů:

a) s cizím buzením, b) s derivačním buzením, c) se sériovým buzením, d) s kompaundním buzením, e) s permanentním magnetem

Použití

V elektrické trakci jako trakční motory (např. pro lokomotivy), nebo jako tzv. univerzální motory, které se mohou napájet jak střídavým tak i stejnosměrným napětím používané pro elektrické nářadí (např. vrtačky, brusky, malé kuchyňské spotřebiče).