У п. 1.1 була розглянута загальна будова колекторної машини постійного струму (див. рис. 1.7 і 1.8). На рис. 2.1 представлена частина конструкції магнітної системи чотирьохполюсної нормальної машини, що відповідає одній парі полюсів. Магнітна система машини постійного струму складається зі станини 1, сердечників 2 полюсів, повітряного проміжку 3б між якорем і полюсами, зубців 4 якоря, сердечника 5 якоря (рис. 2.1).
Для виготовлення окремих ланок магнітної системи машини малої потужності зазвичай використовують наступні магнітні матеріали: для станини - корпусну сталь (див. рис. 1.7 і 2.1) або листову електротехнічну сталь різних марок з товщиною листа 0,35 і 0,5 мм (див. рис. 1.8), для сердечників полюсів - або прокатну профільну сталь, або листову електротехнічну сталь товщиною 0,5 мм, нарешті, для якоря - тільки листову електротехнічну сталь з товщиною листа 0,2; 0,35 і 0,5 мм.
Кожна з ланок магнітної системи машини має певний магнітний опір потоку, що замикається в цій системі. Магнітний опір відповідної ланки або ділянки магнітної системи пропорційний його довжині L і обернено пропорційний площі поперечного перерізу Q і магнітній проникності матеріалу μ.
Магнітний потік (Вб) однієї пари полюсів
де Fп=2ωпIв — магніторушійна сила (м.р.с.) обмотки збудження на пару полюсів, А; Σ[L/(μ0μQ)] — сума магнітних опорів всіх ланок магнітного ланцюга на пару полюсів, у якій замикається магнітний потік, А/Вб; ωп — число витків обмотки збудження на один полюс; Ів — струм збудження, A; L — середня довжина шляху магнітного потоку на відповідній ділянці магнітної системи, см; Q — площа поперечного перерізу відповідної ділянки, яка перпендикулярна шляхи потоку, см2; μ — відносна магнітна проникність матеріалу відповідної ділянки; μ0 = 0,4π•10-8 — магнітна проникність вакууму, Г/см.
Варто відзначити, що не весь магнітний потік Фп двох полюсів попадає в якір машини, щоб створювати в провідниках його обмотки відповідну е.р.с. Частина його Фσ замикається між полюсами через повітря окрім якоря й називається магнітним полем розсіювання машини. Та ж частина потоку Фδ двох полюсів, що попадає в якір і індукує е.р.с. у його провідниках при обертанні якоря, називається корисним, або робочим, потоком машини.
Відношення повного магнітного потоку Фп однієї пари полюсів до їх корисного потоку Фδ називається коефіцієнтом магнітного розсіювання машини:
У сучасних добре спроектованих машин постійного струму коефіцієнт магнітного розсіювання σ = 1,1 ÷ 1,2.
Збудження магнітного поля в сучасних машинах постійного струму зазвичай відбувається за допомогою електромагнітів, тобто котушками зі струмом, що протікає по них, насадженими на сердечники полюсів. Струм для збудження машини береться або від стороннього джерела, або ж від самої машини.
При проектуванні нової або повірочному розрахунку готової машини проводиться розрахунок її магнітної системи.
Розрахунок магнітної системи машини базується на використанні формули (2.1) магнітного ланцюга. При застосуванні цієї формули до розрахунку ланцюга:
1) приймають довжину силової лінії потоку на кожній ділянці маг¬нітної системи машини рівною її середній довжині (див. рис. 2.1);
2) припускають розподіл індукції по площі поперечного перерізу ділянки системи рівномірним;
3) вважають величину магнітного потоку на окремій ділянці системи незмінною.