Hvorfor brukes kommutator i DC-maskiner?

A kommutatorbrukes i likestrømsmaskiner, som likestrømsmotorer og likestrømsgeneratorer, av flere viktige årsaker:

Konvertering av AC til DC: I DC-generatorer tjener kommutatoren til å konvertere vekselstrømmen (AC) indusert i armaturviklingene til likestrømsutgang (DC). Når ankeret roterer innenfor magnetfeltet, reverserer kommutatoren retningen til strømmen i hver ankerspole i det aktuelle øyeblikket, og sikrer at den genererte utgangsstrømmen flyter konsekvent i én retning.

Vedlikehold av strømmens retning: I likestrømsmotorer sørger kommutatoren for at strømretningen gjennom ankerviklingene forblir konstant når rotoren roterer innenfor magnetfeltet. Denne ensrettede strømstrømmen produserer et kontinuerlig dreiemoment som driver motorens rotasjon.

Generering av dreiemoment: Ved periodisk å reversere strømretningen i ankerviklingene, genererer kommutatoren et konstant dreiemoment i DC-motorer. Dette dreiemomentet gjør at motoren kan overvinne treghet og ytre belastninger, noe som resulterer i jevn og kontinuerlig rotasjon.

Forebygging av ankerkortslutninger: Kommutatorsegmentene, isolert fra hverandre, forhindrer kortslutninger mellom tilstøtende ankerspoler. Når kommutatoren roterer, sikrer den at hver ankerspole opprettholder elektrisk kontakt med den eksterne kretsen gjennom børstene samtidig som den unngår kontakt med nabospoler.

Kontroll av hastighet og dreiemoment: Utformingen av kommutatoren, sammen med antall segmenter og viklingskonfigurasjon, gir mulighet for kontroll over hastigheten og dreiemomentkarakteristikkene til DC-maskiner. Ved å variere faktorer som spenningen som påføres og styrken på magnetfeltet, kan operatører justere hastigheten og dreiemomentet til motoren eller generatoren for å passe spesifikke krav.

Samlet settkommutatorspiller en avgjørende rolle i driften av DC-maskiner ved å lette konverteringen av elektrisk energi til mekanisk energi (i motorer) eller omvendt (i generatorer) samtidig som pålitelige elektriske tilkoblinger opprettholdes og kontroll over retningen og størrelsen på strømstrømmen.