Mitä on vaihtojaohin sähkömoottorissa?

🚗 Sähkömoottorien tyypit

Kuv. 1 Sähkömoottorien tyypit

Sähkömoottorit ovat laitteita, jotka muuntavat sähköenergian liikemmeksi. Niitä on kolme päätyyppiä:

• DC-moottorit (suora virta): Käyttävät kommuntaattoria yhden suuntaisen pyörityksen ylläpitämiseen vaihtamalla virtaa.
• AC-moottorit (vaihteleva virta): Tukeutuvat vaihtelevaan virtaan ilman tarvetta mekaaniselle vaihdolle.
• Kommutterittomat DC-moottorit (BLDC): Riippuvat elektroonisesta kommuntaatiosta anturien avulla sen sijaan, että käyttäisivät mekaanisia kommuntaattoreita.
• Synkronimoottori: Yksi AC-moottoreiden tyypeistä.
• Asynkronimoottori: Yksi AC-moottoreiden tyyppistä.
• Suhkutellut DC-moottorit (BDC): Yksi DC-moottoreiden tyyppistä.
  

👉 Tämä artikkeli keskittyy DC-moottoreihin, joissa kommunkaattori on avainasemassa toiminnassa.

⚙️ Kuinka kommunkaattori toimii?

Kuva 2 Vääntömomentti magneettikentässä

Virtapiiri momentti, joka syntyy armatuurilla, vaihtelee kulman (cos α) mukaisesti. Siksi, kun piiri on kohtisuorassa (pystysuorassa) statorin magneettikentän kanssa, mitään momenttia ei tuoteta. Tämän vuoksi DC-moottoreissa on useita varjoja.
Kuvan lähde: Georgia State University

Kommutaattori on jaettu hopeisarja, joka on kiinnitetty DC-moottorin rotorin (myös nimeltään armatuuri) päälle. Se toimii yhdessä hiilivarsien kanssa, jotka toimittelevat virtaa rotorille.

Työperiaate:

1.Kun virta kulkee varjon läpi, seuraa sitä magneettikentässä väännöllinen voima (momentti).
2.Jos varjo pyörii ja virtan suunta pysyy samana, sähkömagneettisen voiman suunta muuttuu, mikä saa moottorin pysymään tai kääntymään takaperin.
3.Sähköliikkeeseen vaihdetaan automaattisesti virran suunta 180° kierrosta kerrallaan, jolloin vääntömomentti pysyy samana.

Lyhyesti vaihdettavan virran avulla kaapelit kytketään päälle ja pois päältä, jotta voidaan valvoa sähkömagneettisten kenttien suuntaa.

Vähävirta-aineen ydinosat

Kuvaa. 3 Vähävirta-ajon moottorin perusrakenne

Kuva: electrical4u.com

🧠 Avainajatus: Kolmio ja suorat muodostavat yhteyden järjestelmän, joka varmistaa, että elektromagneettinen voima osoittaa aina samaan suuntaan, mahdollistaen sileän pyörityksen.

🔌 Mitä kolmio tekee?

• 💡 Pidät pyörityksen yksisuuntaiseksi: Estä moottorin pysähtymisen tai kääntymisen joka 180° pyörityksellä.
  
• 🔁 Kääntää käpytön virta: Vaihtaa polariteetin juuri oikeassa hetkessä.
  
• 🔥 Ohjaa elektromagneettista polariteettiä: Varmistaa sähkön oikean suuntaisen virtauksen käyrään ja ulos armatuurin kierroksista.

📷 Visuaalinen vinkki: Kuvaile kommutoitsinta ajastetuna vaihtimena, joka kääntää virtauksen joka puoli kierroksessa, säilyttäen jatkuvan liikkeen.

📈 Miksi Kommutoitsin On Tärkeä?

• ✅ Mahdollistaa jatkuvan pyörityksen: Ilman sitä moottori huppaisi vain eteenpäin ja taaksepäin.
  
• ⚙️ Ylläpitää vakiona väännöntuotannon: Pidättää käpyvoiman tasapainossa pyörityksen suunnan kanssa.
  
• 🧯 Estää lyhytsyklejä ja hienoja: Kiitos ”neutraaliin alueeseen”, jossa aiheutettu jännite on nolla.
  
• 🧲 Parantaa tehokkuutta: Modernit kommunkaattorit käyttävät korkealaatuisia kuparinsgmenttejä (ja pienellä määrällä hopeaa) sekä hiilen pensaita kestavuuden ja alhaisen kitkun vuoksi.

📝 Yhteenveto

Kommunkaattori on olennainen osa DC-moottorissa, joka vaihtaa virta-suuntaa käpyssä, mahdollistaen sileän ja jatkuvan pyörityksen.