Čo je komutátor v elektromotore?

🚗 Typy elektrických motorov

Obr. 1 Druhy elektromotorov

Elektromotory sú zariadenia, ktoré prevádzajú elektrickú energiu na mechanický pohyb. Existujú tri hlavné typy:

• DC Motory (Priama Prúdenina): Používajú komutátor na udržanie jednosmerného otáčania pomocou prepinania smeru prúdenia.
• AC Motory (Striedavá Prúdenina): Boli navrhnuté na prevodnicu striešavej prúdeniny, bez potreby mechanickej prepinacej ústroje.
• Bezčepové DC Motory (BLDC): Závisia na elektronickom komutovaní pomocou senzorov namiesto mechanickej komutácie.
• Synchronný motor: Jeden z typov AC motorov.
• Asynchronný motor: Jeden z typov AC motorov.
• Oceľované DC motory (BDC): Jeden z typov DC motorov.
  

👉 Tento článok sa zamýšľa o DC motore, kde komutátor hrá kritickú úlohu v jeho fungovaní.

⚙️ Ako funguje komutátor?

Obr. 2 Moment v magnetickom poľa

Rameno momentu vykonaného na rotore sa mení s uhlom otáčania společky (cos α). Preto, keď je společka kolmá (vertikálna) na magnetické pole statického časti, nenastane žiaden moment. Z tohto dôvodu majú pohybové motory viac společiek.
Zdroj obrázka: Univerzita Georgie State

Kmutátor je rozdelený miedziany kruh priložený na rotor (tiež nazývaný armatúra) priamoproudového motora. Spolupracuje s uhlíkovými štítami, ktoré dodávajú prúd na rotor.

Princíp fungovania:

1.Keď prúd preteká cevkou, v magnetickom poli sa vytvára krútiaci moment (tvarovacia sila).
2.Keď sa cievka otáča, ak smer prúdu nezmení, smer elektromagnetickej sily sa zmení, čo spôsobí, že motor zastaví alebo sa obráti.
3.Pomínač automaticky prepína smer prúdu raz za 180° otáčania, pričom sa krútiaci moment udržiava v rovnakom smere.

Krátko potom komutátor zapne a vypne cievky, aby kontroloval smer smerovania elektromagnetických polí.

Základné komponenty DC motora

Obr. 3 Základná štruktúra DC motora

Zdroj obrázka: electrical4u.com

🧠 Hlavná pripomienka: Komutátor a štetce tvoria kontaktový systém, ktorý zabezpečuje, aby sa elektromagnetická sila vždy smerovala v rovnakom smere, čo umožňuje plynulú rotáciu.

🔌 Čo robí komutátor?

• 💡 Udržiava rotačný pohyb jednosmerný: Bráni motoru v zastavení alebo opačnom otáčaní každých 180°.
  
• 🔁 Obracia prúd v spule: Prepnúva polaritu presne v správnom okamihu.
  
• 🔥 Riadi elektromagnetickú polaritu: Zabezpečuje správny tok elektricity do a z obtočiek rotoru.

📷 Vizuálny tip: Pomysli si komutátor ako časovaný spínač, ktorý prehodí prúd každú polovicu otáčky, čím udržiava spojité pohyby.

📈 Prečo je komutátor dôležitý?

• ✅ Umožňuje spojité otáčanie: Bez neho by motor osciloval dopredu a dozadu.
  
• ⚙️ Udržiava ustálený výstupný moment: Drží silu armatúry zarovnanú smerom s otáčaním.
  
• 🧯 Predchádza krátkej závere a iskaniam:ďakovi „neutrálnej zóne“, kde indukované napätie je nulové.
  
• Zlepšuje účinnosť: Moderné komutátory používajú vysoko kvalitné mediové segmenty (a malé množstvo striebra) a uhlíkové kefy pre trvanlivosť a nízke trenie.

Súhrn

Komutátor je dôležitou súčasťou DC motora, ktorý prepína smer prúdu v armatúre, čo umožňuje hladké a nepretržité otáčanie.