Varför används kommutator i DC-maskiner?

A kommutatoranvänds i DC (likströms) maskiner, såsom DC-motorer och DC-generatorer, av flera viktiga skäl:

Omvandling av AC till DC: I DC-generatorer tjänar kommutatorn till att omvandla växelströmmen (AC) som induceras i ankarlindningarna till likströmsutgång (DC). När ankaret roterar inom magnetfältet, ändrar kommutatorn strömriktningen i varje ankarspole vid lämpligt ögonblick, vilket säkerställer att den genererade utströmmen flyter konsekvent i en riktning.

Underhåll av strömriktningen: I DC-motorer säkerställer kommutatorn att strömriktningen genom ankarlindningarna förblir konstant när rotorn roterar inom magnetfältet. Detta enkelriktade strömflöde producerar ett kontinuerligt vridmoment som driver motorns rotation.

Generering av vridmoment: Genom att periodiskt vända strömriktningen i ankarlindningarna genererar kommutatorn ett konstant vridmoment i DC-motorer. Detta vridmoment gör det möjligt för motorn att övervinna tröghet och externa belastningar, vilket resulterar i jämn och kontinuerlig rotation.

Förebyggande av ankarkortslutningar: Kommutatorsegmenten, isolerade från varandra, förhindrar kortslutning mellan intilliggande ankarspolar. När kommutatorn roterar säkerställer den att varje ankarspole bibehåller elektrisk kontakt med den externa kretsen genom borstarna samtidigt som kontakt med intilliggande spolar undviks.

Styrning av hastighet och vridmoment: Kommutatorns design, tillsammans med antalet segment och lindningskonfiguration, möjliggör kontroll över hastigheten och vridmomentegenskaperna för DC-maskiner. Genom att variera faktorer såsom den applicerade spänningen och styrkan på magnetfältet kan operatörer justera motorns eller generatorns varvtal och vridmoment för att passa specifika krav.

Sammantagetkommutatorspelar en avgörande roll i driften av DC-maskiner genom att underlätta omvandlingen av elektrisk energi till mekanisk energi (i motorer) eller vice versa (i generatorer) samtidigt som tillförlitliga elektriska anslutningar och kontroll över strömflödets riktning och storlek bibehålls.