อะไรคือคอมมิวเตเตอร์ในมอเตอร์ไฟฟ้า?

🚗 ประเภทของมอเตอร์ไฟฟ้า

รูปที่ 1 ประเภทของมอเตอร์ไฟฟ้า

มอเตอร์ไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานไฟฟ้าให้กลายเป็นการเคลื่อนที่ทางกล มีทั้งหมดสามประเภทหลัก:

• มอเตอร์ DC (กระแสตรง): ใช้คอมมิวเตเตอร์เพื่อรักษาการหมุนในทิศทางเดียวโดยการสลับทิศทางของกระแสไฟฟ้า
• มอเตอร์ AC (กระแสสลับ): ได้รับพลังงานจากกระแสสลับ โดยไม่ต้องใช้การสลับทางกล
• มอเตอร์ DC ไร้แปรงถ่าน (BLDC): ใช้การคอมมิวเตตแบบอิเล็กทรอนิกส์ด้วยเซนเซอร์แทนที่คอมมิวเตเตอร์ทางกล
• มอเตอร์ซิงโครนัส: เป็นหนึ่งในประเภทของมอเตอร์ AC
• มอเตอร์แบบไม่ซิงโครนัส: เป็นหนึ่งในประเภทของมอเตอร์กระแสสลับ
• มอเตอร์กระแสตรงแบบมีแปรง (BDC): เป็นหนึ่งในประเภทของมอเตอร์กระแสตรง
  

👉 บทความนี้เน้นที่มอเตอร์กระแสตรง โดยที่คอมมิวเทเตอร์มีบทบาทสำคัญในการทำงาน

⚙️ คอมมิวเทเตอร์ทำงานอย่างไร?

รูปที่ 2 แรงบิดในสนามแม่เหล็ก

แขนคันโยกสำหรับแรงบิดที่เกิดขึ้นบนอาร์มเจอร์จะแปรผันตามมุมของขดลวด (cos α) ดังนั้น เมื่อขดลวดตั้งฉาก (ตั้งตรง) กับสนามแม่เหล็กของสเตเตอร์ จะไม่มีแรงบิดเกิดขึ้น นี่คือเหตุผลที่มอเตอร์กระแสตรงมีขดลวดหลายชุด
เครดิตภาพ: มหาวิทยาลัยจอร์เจียสเตต

คอมมิวเตเตอร์เป็นแหวนทองแดงแยกส่วนที่ติดอยู่กับโรเตอร์ (ซึ่งเรียกว่าอาร์มเจอร์) ของมอเตอร์กระแสตรง มันทำงานร่วมกับแปรงคาร์บอนที่ส่งกระแสไฟฟ้าไปยังโรเตอร์

หลักการทำงาน:

1.เมื่อมีกระแสไหลผ่านขดลวด จะเกิดแรงบิด (แรงบิดหมุน) ในสนามแม่เหล็ก
2.เมื่อขดลวดหมุน หากทิศทางของกระแสไม่เปลี่ยนแปลง ทิศทางของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลง ทำให้มอเตอร์หยุดหรือกลับทิศ
3.เครื่องสลับเปลี่ยนทิศทางของกระแสไฟฟ้าโดยอัตโนมัติ ครั้งละ 180 ° ของการหมุน, การรักษาทอร์คในทิศทางเดียวกัน

ภายในเวลาสั้นๆ เครื่องเปลี่ยนไฟจะเปิดและปิดสอย เพื่อควบคุมทิศทางที่สนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะชี้

ส่วนประกอบหลักของมอเตอร์ DC

รูป 3 โครงสร้างพื้นฐานของมอเตอร์ DC

ภาพจาก electrical4u.com

🧠 ความเข้าใจสำคัญ: คอมมิวเตเตอร์และแปรงถ่านสร้างระบบการติดต่อที่ทำให้แรงแม่เหล็กไฟฟ้าชี้ไปในทิศทางเดียวกันเสมอ ซึ่งช่วยให้เกิดการหมุนที่ลื่นไหล

🔌 คอมมิวเตเตอร์ทำอะไร?

• 💡 รักษาการหมุนในทิศทางเดียว: ป้องกันไม่ให้มอเตอร์หยุดหรือกลับทิศทุกการหมุน 180°
  
• 🔁 เปลี่ยนกระแสใน线ลวด: เปลี่ยนขั้วในเวลาที่เหมาะสม
  
• 🔥 ควบคุมขั้วแม่เหล็กไฟฟ้า: รับรองการไหลของกระแสไฟฟ้าเข้าและออกจากขดลวดอาร์มาเจอร์อย่างเหมาะสม

📷 คำแนะนำด้านภาพ: ลองนึกถึงคอมมิวเตเตอร์เป็นเหมือนสวิตช์ที่ทำงานตามเวลา ซึ่งสลับกระแสไฟฟ้าทุกครึ่งรอบการหมุน เพื่อรักษาการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง

📈 ทำไมคอมมิวเตเตอร์จึงสำคัญ?

• ✅ ช่วยให้เกิดการหมุนเวียนอย่างต่อเนื่อง: หากไม่มี มอเตอร์จะแกว่งไปมา
  
• ⚙️ รักษากำลังแรงบิดให้คงที่: ทำให้แรงของอาร์มเจอร์สอดคล้องกับทิศทางการหมุน
  
• ป้องกันการตัดสายสั้นและจุดประกาย: ขอบคุณโซนที่ไม่เป็นกลาง
  
• เพิ่มประสิทธิภาพ: เครื่องเปลี่ยนอากาศที่ทันสมัยใช้ส่วนทองแดงที่มีคุณภาพสูง (และเงินจํานวนน้อย) และแปรงคาร์บอนเพื่อความทนทานและการขัดขัดต่ํา

สรุป

เครื่องสลับเป็นส่วนสําคัญของมอเตอร์ DC ที่เปลี่ยนทิศทางของกระแสในอาร์เมทช์ ทําให้หมุนได้เรียบร้อยและต่อเนื่อง