Коллектор делают из твердых медных пластин, изолированных друг от друга слюдяными прокладками толщиною от 0,5 до 1 мм.

Пластины имеют форму ласточкиного хвоста, в прорези которого входят конические зажимные втулки. В качестве подшипников якоря в машинах всегда ставят подшипники качения — шариковые или роликовые. (В старых машинах применяли подшипники скольжения — баббитовые или бронзовые с кольцевой смазкой).

После сборки якоря коллектор обтачивается на токарном станке и шлифуется так, чтобы его наружная поверхность была гладкой и имела правильную цилиндрическую форму.

Слюдяные или миканитовые прокладки между коллекторными пластинами вырезают на глубину до 0,5 мм, чтобы эти прокладки не вызывали вибрации щеток пои работе машины.

После длительной работы машины коллектор изнашивается и его приходится протачивать, а слюду между коллекторными пластинами вырезать специальным инструментом на глубину до 0,5 мм.

Всякая машина постоянного тока обратима, т. е. может работать в качестве двигателя, если к ее обмоткам подводить постоянный ток, и генератора — если ее вращать каким-либо двигателем.

Обмотка полюсов машины постоянного тока называется индукторной, или обмоткой возбуждения — она возбуждает магнитное поле статора.

Обмотки машины постоянного тока соединяются следующими способами:
1) параллельно к якорю подключается обмотка возбуждения;
2) якорь и обмотка возбуждения соединяются последовательно;
3) якорь и обмотка возбуждения соединяются последовательно и, кроме этого, вторая дополнительная обмотка возбуждения, катушки которой насажены на одни сердечники с последовательной. обмоткой, включается параллельно якорю.

Двигатель, у которого обмотка возбуждения включена параллельно якорю, называется двигателем параллельного соединения (по старой терминологии — шунтовым); двигатель, у которого обмотка возбуждения соединена последовательно с якорем, называется двигателем последовательного соединения (по старой терминологии — сериесным); двигатель, имеющий две обмотки возбуждения — последовательную и параллельную, называется двигателем смешанного соединения (по старой терминологии — компаундным).

Свойства двигателя зависят от того, каким образом соединены его обмотки.

Во всяком двигателе постоянного тока момент вращения (т. е. произведение усилия на валу на радиус вала), или мощность на валу пропорциональны величине магнитного потока в обмотке возбуждения и силе тока в якоре, а число оборотов вала — обратно пропорционально величине магнитного потока обмотки возбуждения.

Кривая, показывающая зависимость числа оборотов от момента или мощности на валу двигателя, называется его механической характеристикой.

Двигатель с последовательным возбуждением

При таком виде двигателя проходит одинаковой величины ток как в якоре, так и в обмотке возбуждения, поэтому последняя делается из толстой медной проволоки или шины и имеет сравнительно небольшое число витков. Схема его представлена на рис. 2.

При включении нагруженного двигателя, с последовательным возбуждением в сеть, в связи с тем, что сопротивление его обмоток мало, по ним потечет значительный ток, который создает при помощи обмотки возбуждения большой величины магнитный поток. На основании вышеизложенного, число оборотов вала будет мало, а пусковой момент на валу двигателя будет значительным (он пропорционален квадрату силы тока в якоре). Это свойство делает двигатель с последовательным возбуждением незаменимым там, где требуется большая величина пускового момента — в кранах, трамваях и т. п. Двигатель такого типа имеет «мягкую» характеристику, т. е. при увеличении нагрузки число оборотов его быстро падает, и наоборот. В связи с этим его нельзя включать без нагрузки: он разовьет недопустимо большое число оборотов й его моЖет «разнести», т. е. разорвать обмоткй якоря и коллектор вследствие недопустимо больших скоростей и больших значений центробежных сил в обмотке якоря и коллектора.

Регулирование числа оборотов двигателей с последовательным возбуждением на кранах производят несколькими способами:

1-й способ — регулирование реостатом в цепи якоря. Регулировочный реостат включается последовательно с якорем, т. е. так же, как и при пуске, только этот реостат, в отличие от пускового, должен работать длительно, не перегреваясь. Регулировочный реостат применяется в случае работы с более или менее постоянной нагрузкой.

2-й способ — шунтирование обмотки якоря. Реостат включается параллельно якорю, и ток в обмотке якоря будет меньше тока в обмотке возбуждения, в связи с чем число оборотов якоря уменьшается и двигатель не будет разносить при малых нагрузках. Этот способ применяется в дополнение к первому в схемах подъема груза и ненагруженного крюка. Регулировать скорость можно также и шунтированием обмотке возбуждения, скорость двигателя при этом повышается. На кранах этот способ не применяется.

3-й способ регулирования скорости — изменением напряжения питающей сети — на мостовых кранах не применяется.

Перемена направления вращения электродвигателя (или иначе — реверсирование) достигается изменением направления тока в якоре двигателя или в обмотке возбуждения.

При одновременном изменении направления тока в якоре и обмотке возбуждения двигатель не изменит направление вращения.

В практике всегда изменяют направление тока в якоре для реверса двигателя.

Электрическое торможение на-кранах с двигателями постоянного тока применяется наряду с механическим торможением. Смысл его состоит в следующем: если груз будет опускаться под действием собственного веса, то он может развить большую скорость и удариться о землю. Для того чтобы этого избежать, применяют электрическое торможение, т. е. двигатель переключают на генераторный режим и он, отдавая некоторую мощность на сопротивление, будет требовать определенного усилия для своего вращения, которое будет являться тормозящим при опускании груза.

Применяются следующие способы торможения в указанных случаях:

1-й способ торможения — электродвигатель вращается по инерции и работает в качестве генератора на некоторое сопротивление.

Механическая энергия опускающегося груза в генераторе преобразуется в электрическую, аэлектрическая— в тепловую в тормозном сопротивлении. При этом механизм снижает Скорость и тормозится.

2-й способ торможения — схема безопасного спуска. На рис. 4 указаны пять положений схемы соединения двигателя с сетью для этого случая. Якорь двигателя включен в сеть через сопротивление, параллельно цепи якоря включена обмотка возбуждения также через сопротивление. Обмотка возбуждения создает магнитный поток постоянной величины. Если под действием груза якорь двигателя увеличит скорость, то двигатель станет генератором, начнет посылать электроэнергию в сеть. Механическая энергия падающего груза перейдет в электрическую, якорь будет тормозиться и скорость его будет находиться в допустимых пределах. В этом случае двигатель автоматически переходит в тормозной режим, а скорость может быть превышена против допустимой очень незначительно. Снижение скорости в этом случае достигается увеличением тока возбуждения — путем уменьшения величины регулировочного сопротивления.

3-й способ торможения — торможение противотоком. Способ состоит в том, что двигатель, вращающийся в одну сторону, переключают на вращение в противоположную. При этом могут получиться сильные толчки. Чтобы получить плавное, без ударов, торможение противотоком, следует вводить в период торможения добавочное сопротивление в цепь одной из обмоток двигателя, величина которого значительно больше пускового. В связи с тем, что этот способ торможения при невнимательном использовании может привести к сильным перегрузкам меха- , низмов, им следует пользоваться только опытным крановщикам.

Двигатель параллельного возбуждения

Число оборотов двигателя с параллельным возбуждением мало зависит от нагрузки, но начальное усилие (вращающий момент) при пуске имеет значительно меньшую величину, чем у предыдущего, поэтому на кранах такие двигатели не применяются. Генераторы же с параллельным возбуждением на кранах применяются для питания подъемных электромагнитов.

Двигатель со смешанным возбуждением

Этот двигатель имеет две обмотки возбуждения — последовательную и параллельную, и соединяет в себе свойства двигателя с последовательным и параллельным возбуждением: имеет большой вращающий момент при пуске и может работать при малых нагрузках без большого превышения скорости.

Двигатели со смешанным возбуждением применяются в быстроходных подъемниках, лифтах и иногда — кранах.

Для кранов выпускаются электродвигатели постоянного тока типа КПДН к МП с последовательным возбуждением на напряжение 220 и 440 в (рис. 5) мощностью от 3,9 до 130 кет. Электродвигатели выпускаются с двумя выступающими концами вала, каждый из которых может быть использован в качестве приводного. Двигатели постоянного тока требуют особенно тщательного ухода, своевременного ремонта и ежедневной чистки. Наиболее уязвимая часть этих двигателей — коллектор, поэтому надо его ежесменно осматривать.

Поверхность нормально работающего коллектора должна быть гладкой, блестящей и иметь светло-коричневый или темно-коричневый оттенок — так называемую политуру. Он не должен быть загрязнен пылью от щеток, слюдяная изоляция не должна выступать над рабочей поверхностью пластин.

Чистят коллектор сухой чистой тряпкой, которую надо прижать деревянной колодкой. Следы обгорания надо зачистить тонкой стеклянной бумагой или пемзой, наждачную бумагу применять нельзя. Без особой необходимости шлифовать коллектор

не следует, чтобы не снять политуру, которая сохраняет коллектор от износа. Износившиеся до предела щетки заменяют запасными того типа, который рекомендован заводом-изготовителем. Новая щетка должна быть притерта к коллектору мелкой стеклянной бумагой, в этом случае также нельзя применять наждачную бумагу. Щетки должны свободно ходить в щеткодержателях, но без чрезмерной качки — она нарушит плотное прилегание щеток к коллектору при изменении направления вращения.

Рекомендуется производить одновременно замену всего комплекта щеток.