Mi az a kommutátor egy elektromos motorként?

🚗 Elektromotorok típusai

Kép. 1 Az elektromos motorok típusai

Az elektromos motorképek olyan eszközök, amelyek elektromos energiát alakítanak át mechanikus mozgásra. Három fő típusuk van:

• DC Motorok (Direkt Áram): Kommutátorral tartják fenn az egyirányú forgást az áramerősség irányának váltásával.
• AC Motorok (Váltóáram): Váltóárammal működnek, nem igényelnek mechanikai kapcsolást.
• Kommunikátormentes DC Motorok (BLDC): Érzékelőkkel működnek elektronikus kommutációra, anélkül, hogy mechanikai kommутátorok lennének szükségesek.
• Szinkronmotor: Az AC motorok egyik típusa.
• Aszinkron motor: Egyik típusa az AC motoroknak.
• Vassalóval rendelkező DC motorok (BDC): Egyik típusa a DC motoroknak.
  

👉 Ez a cikk a DC motorokra összpontosul, ahol a kommutátor kulcsfontosságú szerepet játszik a működésben.

⚙️ Hogy működik a kommutátor?

Kép. 2 Nyomaték egy mágneses mezőben

Az aranytartóra ható nyomatékosztály a tárcsa szöge (cos α) függvényében változik. Ezért, amikor a tárcsa merőleges (függőleges) a stator magnetes mezőjére, nem keletkezik nyomatékosztály. Ezért rendelkeznek több tárcsával a DC motorok.
Kép forrása: Georgia State University

A kommutátor egy kettévágott réz kör, amely a DC motor rotorához (vagy tárcsához) van rögzítve. Ezek a szénészúrakkal működnek együtt, amelyek áramot szállítanak a rotornak.

Működési elv:

1. Amikor áram folyik egy tárcsán keresztül, egy nyomatékosztály (torkerő) keletkezik a magnetes mezőben.
2.A tekercs forgásakor, ha a áram irányja változatlan marad, az elektromágneses erő irányja megváltozik, ami a motor megállását vagy visszafordítását okozza.
3.A váltó automatikusan átváltja az áram irányát 180°-os forgás után, így a nyomaték ugyanabban az irányban marad.

Rövid idő múlva a váltó bekapcsolja és kikapcsolja a tekercseket, hogy irányt vezessen az elektromágneses mezők irányába.

Egy egyenáramú motor alapvető összetevői

- Kép. 3 Egy egyenáramú motor alapvető szerkezete

Képforrás: electrical4u.com

🧠 Fontos megállapítás: A kommutátor és a szétérzők egy kapcsolati rendszert alkotnak, amely biztosítja, hogy az elektromos erő mindig ugyanabba az irányba mutasson, így tiszta forgást tesz lehetővé.

🔌 Mit csinál a kommutátor?

• 💡 Egysmérű forgást biztosít: Megakadályozza, hogy a motor minden 180°-os forgalomban megálljon vagy visszaforgjon.
  
• 🔁 Fordítja a tekercs áramát: A polaritást a megfelelő pillanatban váltja fel.
  
• 🔥 Irányítja az elektromos polaritást: Biztosítja az elektromos áram megfelelő folyását az armatúra szélvezetésekbe és onnan ki.

📷 Látványos tipp: Gondolj a kommutátorra úgy, mint egy időzített kapcsolóra, amely minden második forgalomban fordítja az áramot, így folyamatos mozgást biztosít.

📈 Miért fontos a kommutátor?

• ✅ Engedélyezi a folyamatos forgást: Enélkül a motor előre és hátra ingázna.
  
• ⚙️ Állandó nyomatékot biztosít: A forgatóerő irányát igazítja a forgás irányával.
  
• 🧯 Elkerüli a rövidzáródást és a gyombrázást: Köszönhetően a „neutralis zónának”, ahol az indukált feszültség nulla.
  
• 🧲 Növeli a hatékonyságot: A modern kommutátorok magasminőségű rézdarabokat használnak (és kis mennyiségű ezüst) valamint szénkesztyenket a hosszú tartóság és alacsony súrlódás érdekében.

📝 Összefoglalás

A kommutátor egy DC motor fontos része, amely a áramirányt váltja át az armatúrában, lehetővé téve a szóró és folytonos forgást.