Miksi DC-koneissa käytetään kommutaattoria?

A kommutaattorikäytetään DC (tasavirta) koneissa, kuten tasavirtamoottoreissa ja tasavirtageneraattoreissa useista tärkeistä syistä:

Vaihtovirran muuntaminen tasavirraksi: DC-generaattoreissa kommutaattori muuntaa ankkurikäämeissä indusoidun vaihtovirran (AC) tasavirran (DC) lähdöksi. Kun ankkuri pyörii magneettikentän sisällä, kommutaattori kääntää virran suunnan kussakin ankkurikelassa sopivalla hetkellä varmistaen, että generoitu lähtövirta kulkee tasaisesti yhteen suuntaan.

Virran suunnan ylläpito: DC-moottoreissa kommutaattori varmistaa, että virran suunta ankkurikäämien läpi pysyy vakiona roottorin pyöriessä magneettikentän sisällä. Tämä yksisuuntainen virran virtaus tuottaa jatkuvan vääntömomentin, joka ohjaa moottorin pyörimistä.

Vääntömomentin muodostus: Kääntämällä ajoittain ankkurikäämien virran suuntaa, kommutaattori tuottaa vakiomomentin tasavirtamoottoreissa. Tämän vääntömomentin avulla moottori voi voittaa inertian ja ulkoiset kuormat, mikä johtaa tasaiseen ja jatkuvaan pyörimiseen.

Ankkurin oikosulkujen estäminen: Kommutaattorisegmentit, jotka on eristetty toisistaan, estävät oikosulkuja vierekkäisten ankkurikäämien välillä. Kun kommutaattori pyörii, se varmistaa, että jokainen ankkurikäämi säilyttää sähköisen kosketuksen ulkoisen piirin kanssa harjojen kautta välttäen samalla kosketusta viereisten kelojen kanssa.

Nopeuden ja vääntömomentin hallinta: Kommutaattorin rakenne, segmenttien lukumäärä ja käämikokoonpano mahdollistavat tasavirtakoneiden nopeuden ja vääntömomentin ominaisuuksien ohjauksen. Vaihtelemalla tekijöitä, kuten jännitettä ja magneettikentän voimakkuutta, käyttäjät voivat säätää moottorin tai generaattorin nopeutta ja vääntömomenttia erityisvaatimusten mukaan.

Kaiken kaikkiaankommutaattoriSillä on ratkaiseva rooli DC-koneiden toiminnassa, koska se helpottaa sähköenergian muuntamista mekaaniseksi energiaksi (moottoreissa) tai päinvastoin (generaattoreissa) säilyttäen samalla luotettavat sähköliitännät ja virran virran suunnan ja suuruuden hallinnan.