Hva er en kommutator i en elektrisk motor?

🚗 Typer av elektromotorer

Bilde 1 Typer av Elektriske Motorer

Elektriske motorer er enheter som omgjør elektrisk energi til mekanisk bevegelse. Det finnes tre hovedtyper:

• DC-motorer (Direkte Strøm): Bruker en kommutator for å opprettholde énveisrotering ved å bytte strømretning.
• AC-motorer (Vekslepåstand): Drevet av vekselstrøm, uten behov for mekanisk skifting.
• Kamfri DC-motorer (BLDC): Avhenger av elektronisk kommutasjon ved hjelp av sensorer i stedet for mekaniske kommutatorer.
• Synkronmotor: En type AC-motor.
• Asynkron motor: En av typene AC-motorer.
• Kløret DC-motorer (BDC): En av typene DC-motorer.
  

👉 Denne artikkelen fokuserer på DC-motorer, der kommutatoren spiller en avgjørende rolle i drift.

⚙️ Hvordan fungerer en kommutator?

Bilde 2 Drev i et magnetfelt

Skruddelen for momentet som oppstår på armaturen varierer med vinkelen av spolen (cos α). Derfor, når spolen er vinkelrett (loddrett) på magnetfeltet fra statoren, oppstår ingen kraftmoment. Dette er grunnen til at DC-motorene har flere spoler.
Bildekreditt: Georgia State University

En kommutator er en delt kobberring som er festet til roteren (også kjent som armaturen) i en DC-motor. Den fungerer sammen med karbonbørster som leverer strøm til roteren.

Arbeidsprinsippet:

1.Når strøm går gjennom en spole, oppstår et moment (snurrekraft) i det magnetiske feltet.
2.Som spolen roterer, hvis retningen på strømmen ikke endres, vil retningen på den elektromagnetiske kraften endre seg, noe som får motoren til å stoppe eller snu.
3.Kommutatoren skiftar automatisk retning av straumen ein gong hver 180° rotasjon, og held dreiemomenten i same retning.

Kort tid etter slår kommutatoren på og av spolen for å kontrollere kva retninga elektromagnetiske felt peikar mot.

Kjernekomponentar til en DC-motor

Bildet. 3 Grunnleg struktur for ein DC-motor

Bildskjema: electrical4u.com

🧠 Nøkkelinsikt: Kommutatoren og børster danner et kontakt system som sikrer at den elektromagnetiske kraften alltid peker i samme retning, noe som lar roteringen gå glatt.

🔌 Hva gjør en kommutator?

• 💡 Holder rotering enkeltrettet: Forhindre at motoren stopper eller snuver hver gang den roterer 180°.
  
• 🔄 Omvender spolestrømmen: Bytter polaritet akkurat på rett tidspunkt.
  
• 🔥 Kontrollerer elektromagnetisk polaritet: Sikrer riktig strømflyt inn og ut av armaturens vindninger.

📷 Visuell tip: Tenk på kommutatoren som en tidsmessig skru som bytter strømmen hvert halvomslag, opprettholder kontinuerlig bevegelse.

📈 Hvorfor er kommutatoren viktig?

• ✅ Gjør at kontinuerlig rotasjon er mulig: Uten det ville motoren svinge frem og tilbake.
  
• ⚙️ Opprettholder konstant tørrnivå: Holder armaturkraften justert med roteringsretningen.
  
• 🧯 Forhindre kortslutning og spruttering: Takket være 'neutralsonen' hvor induksert spenning er null.
  
• 🧲 Forbedrer effektiviteten: Moderne kommutatorer bruker høykvalitets kobbersegmenter (og en liten mengde sølv) og karbonbørster for varighet og lav friksjon.

📝 Sammendrag

Kommutatoren er en viktig del av en DC-motor som bytter strømretning i armaturen, noe som tillater en glad og kontinuerlig rotasjon.