Jak działa silnik prądu stałego?

Zamiana energii elektrycznej na energię mechaniczną odbywa się za pomocą silnika prądu stałego – to urządzenie, które zostało wymyślone prawie 200 lat temu! W 1821 roku Michael Faraday umieścił przewód w rowku o kształcie okręgu, w którym znajdowała się rtęć. Pośrodku naczynia z rtęcią znajdował się magnes.

Silnik ma wiele części

silniki prądu stałegoW ten sposób Faraday zauważył, że pole magnetyczne wokół przewodnika jest wytwarzane przez prąd, gdyż – gdy prąd płynie przez przewód – ten obraca się wokół magnesu. To dzięki temu eksperymentowi rozpoczęły się próby stworzenia silnika elektrycznego – i w 1873 dokonał tego Zenobe Gramme, którego silnik był pierwszym tego typu urządzeniem wykorzystywanym w przemyśle. Silniki prądu stałego średniego napięcia składają się z kilku części – to stojan z magnesem trwałym, szczotki, wirnik z uzwojeniem twornika, komutator oraz wyjścia do zasilania. Magnesy zwrócone są do siebie biegunami różnoimiennymi, co sprawia, że pomiędzy nimi pojawia się pole magnetyczne. W tym miejscu umieszczony zostaje przewodnik w kształcie ramki. Jest on podłączony do prądu za pomocą komutatora.

silniki prądu stałegoZawieszenie przewodnika na osi umożliwia mu swobodne obracanie się. Moment obrotowy pojawia się w momencie, gdy na ramkę z prądem elektrycznym oddziałują siły elektrodynamiczne. Wówczas przewodnik obraca się wokół własnej osi. Wadą tego rozwiązania jest to, że silnik nie ruszy, jeśli ramka zatrzyma się w położeniu pionowym (w tym położeniu szczotki nie zasilają ramki), dlatego też przy silnikach prądu stałego wykorzystuje się nie jedną, a więcej ramek – czyli zwojnicę. W ofertach producentów znajdują się silniki prądu stałego o różnych zakresach mocy – od 0,55 do 4000 kW. Zazwyczaj silnik taki wyposażony jest w różne dodatkowe funkcje – to na przykład czujniki wibracji łożysk, czujniki temperatury uzwojeń, systemy zabezpieczające przed zbyt dużą prędkością, podgrzewacze antykondensacyjne, ale też układy kontrolujące stan szczotek, hamulce czy tachoprądnice. W zależności od użytych zabezpieczeń ochronnych, silniki mogą nadawać się do użytku tylko w określonych miejscach – na przykład w suchych i zamkniętych pomieszczeniach, w których zapylenie jest na niskim stopniu.

Z kolegi do pracy na zewnątrz, gdzie jest i duże zapylenie, i duża wilgotność, powinniśmy wybrać już inny silnik, na przykład model całkowicie zamknięty. W ofertach dostępne są także wersje z chłodzeniem wodnym, jak i specjalne silniki przeciwwybuchowe. Wszystkie wyroby powinny spełniać zarówno polskie, jak i europejskie standardy.