Apa Itu Komutator dalam Motor Elektrik?

🚗 Jenis-Jenis Motor Elektrik

Gambar 1 Jenis-Jenis Motor Elektrik

Motor elektrik adalah peranti yang menukar tenaga elektrik kepada gerakan mekanikal. Terdapat tiga jenis utama:

• Motor DC (Arus Terus): Menggunakan komutator untuk mengekalkan putaran satu arah dengan menukar arah arus.
• Motor AC (Arus Selang-seling): Ditenagai oleh arus selang-seling, tanpa keperluan pemilihan mekanikal.
• Motor DC Tanpa Guli (BLDC): Bergantung pada komutasi elektronik menggunakan sensor berbanding komutator mekanikal.
• Motor Sinkron: Salah satu jenis motor AC.
• Motor Asinkron: Salah satu jenis motor AC.
• Motor DC Berboros (BDC): Salah satu jenis motor DC.
  

👉 Artikel ini mengfokuskan kepada motor DC, di mana komutator memainkan peranan kritikal dalam operasi.

⚙️ Bagaimana Komutator Berfungsi?

Gambar. 2 Tork dalam medan magnet

Lengan penyeimbang untuk tork yang dihasilkan pada armatur berbeza dengan sudut kumpulan (kos α). Oleh itu, apabila kumpulan itu berserenjang (menegak) dengan medan magnet rotor, tiada tork yang dihasilkan. Inilah sebabnya motor DC mempunyai pelbagai kumpulan.
Kredit imej: Universiti Georgia State

Sebuah komutator adalah sebuah cincin tembaga terbelah yang dilampirkan kepada rotor (juga dipanggil armatur) sebuah motor DC. Ia bekerja bersama-sama dengan kuasar karbon yang membawa arus kepada rotor.

Prinsip kerja:

1.Apabila arus mengalir melalui satu kumpulan, satu tork (daya pusing) dihasilkan dalam medan magnet.
2.Seiring kumpulan itu berputar, jika arah arus tidak berubah, arah daya elektromagnet akan berubah, menyebabkan motor berhenti atau terbalik.
3.Komutator secara automatik menukar arah arus sekali setiap 180° putaran, mengekalkan tork dalam arah yang sama.

Sejurus, komutator menghidupkan dan mematikan gegelung untuk mengawal arah medan elektromagnet menunjuk.

Komponen teras motor DC

Gambar. 3 Struktur asas motor DC

Kredit imej: electrical4u.com

🧠 Penemuan utama: Komutator dan kuas membentuk sistem kontakt yang memastikan daya elektromagnetik sentiasa menunjuk ke arah yang sama, membolehkan putaran bersih.

🔌 Apa Fungsi Komutator?

• 💡 Menjaga putaran unidirectional: Mengelakkan enjin dari berhenti atau terbalik setiap putaran 180°.
  
• 🔁 Membalik arus kumpulan: Menukar polariti pada masa yang sesuai.
  
• 🔥 Mengawal polariti elektromagnet: Memastikan aliran elektrik yang betul masuk dan keluar dari pautan armatur.

📷 Tip visual: Fikirkan komutator sebagai pemutaian berpandu masa yang menukar arus setiap separuh putaran, memelihara gerakan terus-menerus.

📈 Kenapa Komutator Penting?

• ✅ Membolehkan putaran berterusan: Tanpanya, motor akan mengayun ke hadapan dan ke belakang.
  
• ⚙️ Menyimpan keluaran tork yang stabil: Menjaga daya armatur selaras dengan arah putaran.
  
• 🧯 Mengelakkan penyambungan pendek dan percikan: Berkat 'zona neutral' di mana voltan teraruh adalah sifar.
  
• 🧲 Membaiki kecekapan: Komutator moden menggunakan segmen kuprum berkualiti tinggi (dan sedikit perak) serta kuasa karbon untuk keupayaan dan geseran rendah.

📝 Ringkasan

Komutator adalah sebahagian penting motor DC yang menukar arah arus dalam armatur, membenarkan putaran yang lancar dan berterusan.