Što je komutator u električnom motoru?

🚗 Vrste električnih motora

Slika 1 Vrste električnih motora

Električni motori su uređaji koji pretvaraju električnu energiju u mehanički pokret. Postoje tri glavne vrste:

• DC motori (direktni tok): Koriste komutator za održavanje jednosmukog rotacije mijenjanjem smjera toka.
• AC motori (alternativni tok): Pokreću se alternativnim strujom, bez potrebe za mehaničkim prebacivanjem.
• Bezsječni DC motori (BLDC): Ovisi o elektroničkom komutiranju pomoću senzora umjesto mehaničkih komutatora.
• Sinkroni motor: Jedan od vrsta AC motora.
• Asinkroni motor: Jedan od vrsta AC motora.
• Oštećeni DC motori (BDC): Jedan od vrsta DC motora.
  

👉 Ovaj članak se fokusira na DC motore, gdje komutator igra ključnu ulogu u radu.

⚙️ Kako radi komutator?

Slika 2 Obrtni moment u magnetskom polju

Ramena za obrtni moment koji se nastaje na armaturi mijenja s kutem spojeva (cos α). Stoga, kada su spojevi okomiti (uspravni) na magnetsko polje statore, ne nastaje obrtni moment. Zbog toga imaju DC motori više spojeva.
Zasluga slike: Georgia State University

Komutator je podeljenim bakrenim prstenom pričvršćenim na rotor (također nazvan armatura) DC motora. Radi zajedno s ugljenovnim štapićima koji dostavljaju strujni tok rotoru.

Način rada:

1.Kada struja teče kroz zavoj, u magnetnom polju nastaje obrtni moment (silja za okretanje).
2.Kad se kotulja okreće, ako se smjer struje ne promijeni, smjer elektromagnetne sile će se promijeniti, što će dovesti do zaustavljanja ili obrtanja motora.
3.Komutator automatski mijenja smjer struje jednom na 180° rotacije, održavajući obrtni moment u istom smjeru.

U kratkoj fazi, komutator uključuje i isključuje spojeve kako bi kontrolirao u kojem smjeru se upućuju elektromagnetna polja.

Osnovne komponente motora u stalnom toku

Slika 3 Osnovna struktura DC motora

Zahvaležnost za sliku: electrical4u.com

🧠 Ključna uvidnost: Komutator i četkice čine kontaktni sustav koji osigurava da elektromagnetna sila uvijek pokazuje u istom smjeru, omogućujući jednoliku rotaciju.

🔌 Što radi komutator?

• 💡 Održava jednosmjernu rotaciju: Spriječava da motor zaustavi ili se okrene svakih 180° rotacije.
  
• 🔁 Obrne strujni tok u spirali: Promijeniti polaritet u tocno određenom trenutku.
  
• 🔥 Kontrolira elektromagnetski polaritet: Osigurava pravilan tijek struje u i iz vezova armature.

📷 Vizualni savjet: Razmišljajte o komutatoru kao o vremenskom prekidaču koji mijenja strujno svakih polovinu rotacije, čime se održava neprekinuto kretanje.

📈 Zašto je komutator važan?

• ✅ Omogućuje neprekidnu rotaciju: Bez njega, motor bi se samo titrova naprijed i natrag.
  
• ⚙️ Održava stalni izlazni moment: Drži silu armature poravnatu s smjerom rotacije.
  
• 🧯 Spriječava kratkotrajne spajanja i iskrenje: Zahvaljujući 'neutralnoj zoni' gdje je inducirana napetost nula.
  
• Povećava učinkovitost: Moderni komutatori koriste visokokvalitetne bakarne segmente (i malu količinu srebra) i ugljikove četke za dugotrajnost i nisko trenje.

Sažetak

Komutator je važan dio DC motora koji mijenja smjer struje unutar armature, omogućavajući glatku i kontinuiranu rotaciju.