Tasavirtamoottori

Tasavirtamoottori on tasasähköllä toimiva sähkömoottori. Moottorin toiminta perustuu virrallisiin johdinvyyhteihin, jotka kääntävät roottorin (pyörivä käämitys) magneettikentässä. Harjallisissa tasavirtamoottoreissa jatkuvaan pyörimiseen tarvittava sähkövirran suunnan muutos johdinvyyhdeissä saadaan aikaan pyörivien virtajohtojen kosketuspintaa pyyhkivillä grafiittiharjoilla. Harjattomassa tasavirtamoottorissa harjojen tehtävän hoitaa taajuusmuuttaja. Staattorina (runkoon kiinnitetty magneettikenttää luova osa) voi olla sähkömagneetti tai kestomagneetti.

Esimerkki kestomagneetilla varustetun tasavirtamoottorin toiminnasta:

Yksinkertaistettu tasavirtamoottori. Ankkurikäämiin kytketty jännite muodostaa ankkurikäämeihin magneettikentän. Vasemmanpuoleinen ankkurikäämi työntyy poispäin vasemmanpuoleisesta kenttäkäämistä aiheuttaen pyörimisliikkeen myötäpäivään.

Ankkuri jatkaa pyörimistä.

Kun ankkuri saapuu horisonttitasolle, kommutaattori vaihtaa ankkurikäämin napaisuuden vaihtaen kentän suunnan. Liike jatkuu edelleen.

Kenttäkäämitty moottori

Kenttäkäämitty moottori tarkoittaa ettei moottorissa ole kestomagneetteja. Moottorin ulkokehällä (staattori) olevat kestomagneetit voidaan korvata sähkömagneettisilla keloilla. Säätämällä ankkurikäämin virtaa ja jännitettä on mahdollista vaikuttaa nopeus–voima-suhteeseen moottorin akselilla. Moottorin pyörimisnopeus on suoraan verrannollinen ankkurikelan jännitteeseen ja sen tuottama vääntömomentti on suoraan verrannollinen virtaan. Vierasmagnetoidulla moottorilla ankkurikelaan syötetään erillistä sähkövirtaa (kuva A). Tällä moottorityypillä on hyvät momentin-, pyörimisnopeuden- ja paikansäätöominaisuudet. Tyypillisesti kenttäkela on kytketty sarjaan ankkurikäämin kanssa (kuva B). Tällä tavoin käämityllä moottorista saadaan suuri pyörimismomentti pieninopeuksiselta moottorilta; moottorin pyörimisnopeus riippuu kuormituksesta. Ankkurikäämin rinnalle kytketty kenttäkäämi mahdollistaa suurinopeuksisen ja pienimomenttisen moottorin (kuva C), jolla pyörimisnopeus on riippumaton kuormituksesta. Voidaan myös käämittää osittain ankkuripiirin rinnalle ja -osittain sarjaan (kuva D), saadaan tarvittu pyörimisnopeus riittävällä momentilla varustettu moottori. Kytkennässä on mahdollista saavuttaa suuri nopeus mutta myös heikompi akselimomentti, tätä kutsutaan myös kentänheikennyskäytöksi.

A) Vierasmagnetoitu	B) Sarjakäämi	C) Rinnankäämi	D) Rinnan- ja sarjakäämi eli kompoundikäämitys
Tasavirtamoottorin kytkentätapoja. Kela (aaltokuvio) merkitsee staattoria, M ankkuria. Lisäksi rinnankytkennässä on säädettävä vastus virranjakajana.

Rakenne

Täysin kompensoidun tasavirtamoottorin rakenne.
Ankkurikäämin synnyttämän magnetomotorisen voiman suunta ei ole kohtisuorassa ilmavälin vuon magnetomotorisen voiman kanssa, jolloin moottorin vääntömomentti pienenee. Tilanne korjataan kompensointikeloilla ja staattorikehällä hiiliharjojen kohdilla olevilla kääntönavoilla.

1. staattorikehä
2. päänavan sydän
3. napakenkä
4. kääntönavan sydän
5. ankkurin rautasydän
6. roottori- eli ankkurikäämitys
7. sivuvirtakäämitys
8. sarjavirtakäämitys
9. kääntönavan käämitys
10. kompensointikäämitys
11. kommutaattori eli virrankäännin harjoineen