miniaturowa turbosprężarka do ogniw paliwowych 5 kW

Aby wydłużyć żywotność silnika prądu stałego, stosuje się urządzenia zabezpieczające i regulatory silnika, chroniące go przed uszkodzeniami mechanicznymi, nadmierną wilgocią, wysokim naprężeniem dielektrycznym oraz wysoką temperaturą lub przeciążeniem termicznym. Urządzenia te wykrywają usterki silnika i albo alarmują operatora, albo automatycznie odłączają silnik od zasilania w przypadku wystąpienia usterki. W przypadku przeciążenia silniki są chronione za pomocą termicznych przekaźników przeciążeniowych. Bimetaliczne termiczne zabezpieczenia przeciążeniowe są osadzone w uzwojeniach silnika i wykonane z dwóch różnych metali. Są one zaprojektowane w taki sposób, że bimetaliczne paski wyginają się w przeciwnych kierunkach po osiągnięciu zadanej temperatury, otwierając obwód sterowania i odłączając silnik od zasilania. Grzałki to zewnętrzne termiczne zabezpieczenia przeciążeniowe połączone szeregowo z uzwojeniami silnika i zamontowane w styczniku silnika. Grzałki w tyglu lutowniczym topią się w stanie przeciążenia, co powoduje odłączenie silnika od zasilania w obwodzie sterowania. Grzałki bimetaliczne działają tak samo jak wbudowane zabezpieczenia bimetaliczne. Bezpieczniki i wyłączniki automatyczne służą do zabezpieczenia przed przetężeniem lub zwarciem.

Przekaźniki różnicowoprądowe zapewniają również zabezpieczenie nadprądowe. Monitorują one prąd elektryczny między uzwojeniami silnika a uziemieniem. W silnikach z generatorami przekaźniki prądu wstecznego zapobiegają rozładowaniu akumulatora i uruchomieniu generatora. Ponieważ zanik pola magnetycznego silnika prądu stałego może spowodować niebezpieczny niekontrolowany wzrost prędkości obrotowej lub przekroczenie prędkości obrotowej, przekaźniki zaniku pola magnetycznego są połączone równolegle z polem magnetycznym silnika, aby wykrywać prąd pola magnetycznego. Gdy prąd pola magnetycznego spadnie poniżej wartości zadanej, przekaźnik odłącza zasilanie od twornika silnika. Zablokowany wirnik uniemożliwia przyspieszenie silnika po zainicjowaniu sekwencji rozruchowej. Przekaźniki odległościowe chronią silniki przed zwarciem spowodowanym zablokowaniem wirnika. Zabezpieczenie podnapięciowe silnika jest zazwyczaj wbudowane w sterowniki lub rozruszniki silników. Ponadto silniki można chronić przed przepięciami za pomocą transformatorów separacyjnych, urządzeń do kondycjonowania napięcia, warystorów MOV, ograniczników przepięć i filtrów harmonicznych. Warunki środowiskowe, takie jak kurz, opary wybuchowe, woda i wysokie temperatury otoczenia, mogą niekorzystnie wpływać na pracę silnika prądu stałego. Aby chronić silnik przed tymi czynnikami środowiskowymi, Narodowe Stowarzyszenie Producentów Urządzeń Elektrycznych (NEMA) i Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna (IEC) opracowały standaryzowane projekty obudów silników w oparciu o zapewnianą przez nie ochronę przed zanieczyszczeniami. Na etapie projektowania można również wykorzystać nowoczesne oprogramowanie, takie jak Motor-CAD, aby zwiększyć sprawność cieplną silnika.