Kaj je komutator v električnem motorju?

🚗 Tipi elektromotorjev

Slika 1. Tipi elektromotorjev

Električni motorji so naprave, ki pretvorijo električno energijo v mehansko gibanje. Obstajajo tri glavne vrste:

• DC Motorji (Direktni tok): Uporabljajo komutator za ohranjanje enosmuknega vrtenja s preklapljanjem smeri toka.
• AC Motorji (Alternirajoči tok): Privarjeni z alternirajočim tokom, brez potrebe po mehaničnem preklopu.
• Brezčopični DC motorji (BLDC): Odvisni od elektronskega komutiranja z uporabo senzorjev namesto mehaničnih komutatorjev.
• Hinhmotornik: Ena vrsta AC motorjev.
• Asynchroni motor: Ena vrsta AC motorjev.
• Očesani DC motorji (BDC): Ena vrsta DC motorjev.
  

👉 Članek se osredotoča na DC motorje, kjer igra komutator ključno vlogo pri delovanju.

⚙️ Kako deluje komutator?

Slika 2 Vrstilna sila v magnetnem polju

Ram za moment, ki ga povzroči tokovna vija, se spreminja z kotom vije (cos α). Zato, ko je vija navpično v odnosu na magnetno polje statorja, ni zmogljivosti. Zato imajo DC motorji več vij.
Izdelek: Univerza države Georgia

Komutator je razdeljeno medeno prstevce, pričakovano na rotatorju (tudi imenovan armatura) DC motora. Skupaj s kopenskimi čopi, ki dostavljajo tok na rotator.

Način delovanja:

1.Ko teče tok skozi vijo, se v magnetnem polju ustvari moment (vrteča sila).
2.Ko se vrti, se bo, če se usmeritev toka ne spremeni, usmeritev elektromagnetne sile spremenila, zaradi česar se bo motor ustavil ali obrnil.
3.Pomik samodejno preklaplja smer toka enkrat na 180° vrtenja, pri čemer se navor ohranja v isti smeri.

V kratkem času komutator vklopi in izklopi bobine, da nadzoruje smer, v katero se usmerjajo elektromagnetna polja.

Osnovne komponente motorja enosmernega toka

Slika. 3 Osnovna struktura enosmernega motorja

Vir slike: electrical4u.com

🧠 Ključna ugotovitev: Komutator in čopi tvorita kontaktne sistem, ki pojasnijo, da je elektromagnetna sila vedno usmerjena v isto smer, kar omogoča gladko vrtenje.

🔌 Kaj storite komutator?

• 💡 Ohranja enosmerno vrtenje: Prepreči, da se motor ustavi ali obrne vsakih 180° vrtenja.
  
• 🔁 Obrnemo smero toka v spirali: Preklopi polarnost v pravem trenutku.
  
• 🔥 Nadzira elektromagnetno polarnost: Dovoljuje pravi tok elektrike v in iz vezave rotora.

📷 Vizualni namig: Razmišljajte o komutatorju kot o časovnem preklopniku, ki obrne tok vsakih polobrat, tako da se ohranja zvezna gibanja.

📈 Zakaj je komutator pomemben?

• ✅ Omogoča neprekinjeno vrtenje: Brez njega bi motor osciliral naprej in nazaj.
  
• ⚙️ Ohranja stalno izhodno momentno silo: Drži silo armature usklajeno z smerjo vrtenja.
  
• 🧯 Preprečuje kratkim vezovanjem in iskanju: Hvala "neutralni zoni", kjer je inducirana napetost enaka nič.
  
• 🧲 Poveča učinkovitost: Sodobni komutatorji uporabljajo visokekakovostne bakrene odseke (in malo srebra) ter ogljikove šuštarje za trajnost in nizko trenje.

📝 Povzetek

Komutator je ključna komponenta DC motorja, ki premešča smer toka v armaturi, kar omogoča gladko in neprekinjeno vrtenje.