מנועים חשמליים ושדות אלקטרומגנטיים

סליל הנושא זרם יוצר שדה מגנטי שבמרכזו הסליל. הכיוון והגודל של השדה המגנטי הזה משתנים בהתאם לכיוון וגודל הזרם.

מנוע DC פשוט מורכב ממגנט קבוע על הסטטור ואבזור המורכב מסיבוב אחד או יותר של חוט סליל. חוט הסליל מבודד (חוט מצופה אמייל), וליבה פרומגנטית רכה ממוקמת בתוך הסליל כדי לרכז את השדה המגנטי. הסליל מסתובב בדרך כלל פעמים רבות סביב הליבה; למנועים גדולים יותר עשויים להיות מספר נתיבי זרם מקבילים בתוך הסליל. החוט בקצה הסליל מחובר לקומוטטור. הקומוטטור, בשילוב עם ספק כוח חיצוני ומברשות, מחליף את כיוון הזרם בסליל תוך כדי סיבובו (מנועי DC ללא מברשות משתמשים במעגלים אלקטרוניים כדי להחליף את כיוון זרם ה-DC, ובכך מבטל את הצורך במברשות).

עוצמת השדה האלקטרומגנטי וכמות הזרם שנוצרת על ידי האבזור תלויים בגודל הסליל ובשיטת הפיתול.

הרצף שבו סלילים ספציפיים מופעלים או מכבים קובע את כיוון השדה האלקטרומגנטי היעיל. ניתן להפיק שדה מגנטי מסתובב על ידי הפעלה וכיבוי של הסלילים ברצף. האינטראקציה בין השדה המגנטי המסתובב לבין השדה המגנטי שנוצר על ידי מגנט הסטטור (מגנט קבוע או אלקטרומגנט) גורמת לאבזור ליצור מומנט, מה שגורם לו להסתובב. חלק ממנועי DC משתמשים באלקטרומגנטים כדי ליצור שדה מגנטי בסטאורים שלהם, מה שמשפר את בקרת המנוע.

מנועי DC -גבוהים יותר מקוררים באמצעות קירור אוויר מאולץ.

מספרי קוטבי סטטור שונים, שדות מגנטיים של אבזור וחיבורים גומלין גורמים למאפייני מהירות/מומנט שונים. ניתן לכוונן את המהירות של מנוע DC על ידי שינוי המתח על האבזור. ניתן להשיג בקרת מהירות על ידי הוספת מעגלי אבזור או נגדים משתנים לזרם השדה. מנועי DC מודרניים נשלטים על ידי מערכות אלקטרוניות כוח המתאימות את המתח על ידי שינוי ניתוק זרם DC, הפעלה וכיבוי שלו במרווחי זמן קבועים כדי לייצר מתחים נמוכים יותר.

מנועי DC מפותלים- סדרתיים מייצרים מומנט מרבי במהירויות נמוכות ולכן הם משמשים בדרך כלל ביישומי מתיחה, כגון מסילות רכבת מחושמלות. במשך זמן רב, מנועי DC היו מנועי המתיחה המיינסטרים עבור קטרי חשמלי ודיזל, חשמליות/קרוניות חשמליות ואסדות קידוח דיזל-חשמליות. הצגת מנועי DC ורשתות העברת כוח להנעת מכונות ב-1870 עוררה את המהפכה התעשייתית השנייה. מנועי DC יכולים להיות מופעלים ישירות על ידי סוללות נטענות, המספקות את כלי הרכב החשמליים המוקדמים ביותר ומניעים כלים אלחוטיים רבים. מנועי DC עדיין מופיעים ביישומים רבים כיום, מצעצועים קטנים או כונני דיסקים ועד למכונות גדולות המפעילות מפעלי גלגול פלדה ומכונות לייצור נייר. מנועי DC גדולים עם שדות עירור shunt שימשו במכונות סלילה של מנופי מכרה; בשילוב עם מפעילי תיריסטורים, הם יכולים ליצור מומנט גדול ולספק בקרת מהירות חלקה. יישומים אלה הוחלפו כעת ברובם במנועי AC גדולים המונעים על ידי ממירי תדרים.