Машина постоянного тока состоит следующих основных частей: неподвижной части - статора; вращающейся части - якоря; двух подшипниковых щитов, на которые опирается вал якоря и щеточного аппарата
Рис.1. Устройство машины постоянного тока: 1 - якорь; 2 – сердечник полюса; 3 – обмотка возбуждения; 4 - статор; 5 - вентилятор; 6 - щетки; 7 - коллектор;
Статор состоит из станины и главных полюсов.
Станина (корпус) служит для крепления главных полюсов и подшипниковых щитов и является частью магнитопровода. Станину изготавливают из ферромагнитного материала (обычно стали) из трубы или литой. Станина имеет лапы для крепления машины. На станине обычно имеется коробка выводов, на зажимы которой выведены концы обмоток.
Изнутри к станине крепятся главные полюсы.
Главные полюса предназначены для создания основного магнитного потока машины. Они состоят из шихтованного (набранного из листовой электротехнической стали) сердечника 2 и обмотки возбуждения 3. Шихтованный сердечник необходим для ослабления вихревых токов. Нижнюю, более широкую, часть сердечника полюса называют полюсным наконечником.
При протекании постоянного тока по обмотке возбуждения создается основной магнитный поток Ф машины, который замыкается по магнитной цепи: сердечники полюсов N и S, сердечник якоря, станина и два воздушных зазора.
Якорь состоит из вала, на который установлен шихтованный сердечник, в пазы которого уложена обмотка. На валу так же установлен коллектор, к которому присоединена обмотка якоря. Лобовые части обмотки якоря крепятся бандажами.
Бандаж может быть проволочным, из стальной ленты или из стеклоленты. На валу якоря установлено вентиляторное колесо.
Сердечник якоря является частью магнитной цепи и выполняется из отдельных листов электротехнической стали. Листы покрывают изоляционным лаком, собирают в пакет и запекают. Такая конструкция сердечника позволяет значительно ослабить в нем вихревые токи, возникающие в результате его перемагничивания в процессе вращения в магнитном поле. На поверхности сердечника имеются продольные пазы, в которые укладывают обмотку якоря. Пазы закрывают клиньями из текстолита или гетинакса.
Коллектор предназначен для преобразования переменной ЭДС в постоянную - в генераторе и постоянный ток в переменный - в двигателе. Основными элементами коллектора являются медные коллекторные пластины, собранные таким образом, что коллектор приобретает цилиндрическую форму. Нижняя часть коллекторных пластин 6 имеет форму «ласточкина хвоста». После сборки коллектора эти части пластин оказываются зажатыми между стальными шайбами 1 и 3. Конусные шайбы стянуты винтами 2. Коллекторные пластины изолированы друг от друга и от стальных шайб миканитовыми прокладками 4. Верхняя часть коллекторных пластин 5, называемая петушком, имеет узкий продольный паз, в который закладывают проводники обмотки якоря и припаивают.
К поверхности коллектора прилегают угольные щетки.
Обмотка якоря состоит из секций (катушек), намотанных из медного провода круглого или прямоугольного сечения, и специальным образом уложенных в пазы сердечника якоря. Пазы затем закрывают текстолитовыми или гетинаксовыми клиньями. Концы секций припаены к петушкам коллектора. Лобовые части секций крепятся бандажами 11 к сердечнику якоря. Бандажи делают из стальной проволоки, стальных полос или стеклоленты.
Щеточный аппарат. Электрический контакт с коллектором осуществляется посредством щеток, установленных в щеткодержателях.
Щеткодержатель (сдвоенный) состоит из корпуса 4, в который помещены щетки 3, курка 1, представляющего собой откидную деталь, передающую давление пружины 2 на щетку. Щеткодержатель крепят на пальце зажимом 5. Щетка снабжена гибким тросиком 6 для включения ее в электрическую цепь машины.
Щетки располагают на коллекторе по оси главных полюсов.
Два подшипниковых щита: передний (со стороны коллектора) и задний. Оба щита имеют подшипниковые узлы, в которые установлены подшипники, закрытые с обеих сторон крышками. На переднем щите имеется смотровое окно (люк) с крышкой для осмотра коллектора и щеток.
Вентилятор служит для самовентиляции машины: воздух поступает в машину обычно со стороны коллектора, омывает нагретые части (коллектор, обмотки и сердечники) и выбрасывается с противоположной стороны через решетку.