Bir Elektrik Motorunda Komütatör Nedir?

🚗 Elektrik Motorlarının Türleri

Pic. 1 Elektrik Motorlarının Türleri

Elektrikli motorlar, elektrik enerjisini mekanik harekete dönüştüren cihazlardır. Üç ana tür vardır:

• DC Motorları (Doğru Akım): Tek yönlü dönmeyi korumak için akım yönünü değiştirerek bir komütatör kullanır.
• AC Motorları (Değişen Akım): Mekanik anahtarlama gerektirmeden değişen akımla çalışır.
• Fırçasız DC Motorlar (BLDC): Mekanik komütatör yerine sensörler kullanarak elektronik komütasyon kullanır.
• Eşlenik Motor: AC motorlarının bir türü.
• Asenkron Motor: AC motorlarının bir türü.
• Fırça DC Motorları (BDC): DC motorlarının bir türü.
  

👉 Bu makale, devrede kritik bir rol oynayan komütatör odaklı DC motorlarına yer vermektedir.

⚙️ Komütatör Nasıl Çalışır?

Şek. 2 Manyetik alanda tork

Kolu üzerinde üretilen tork için kol uzunluğu, bobinin açısıyla değişir (cos α). Dolayısıyla, bobin manyetik alanıyla dik (dikey) olduğunda, hiçbir tork üretmez. Bu nedenle DC motorları birden fazla bobine sahiptir.
Görüntü kaynağı: Georgia State University

Bir komütatör, DC motorunun rotoruna (aynı zamanda armatür olarak da adlandırılır) bağlı bölünmüş bir bakır halkadır. Akımın rotora aktarılmasını sağlayan karbon fırçalarla birlikte çalışır.

Çalışma prensibi:

1.Bir bobinde akım akıtmak, manyetik alanda bir tork (dönme kuvveti) oluşturur.
2.Bobin dönerken, akımın yönü değişmezse, elektromanyetik kuvvetin yönü değişir ve bu da motörün durmasına veya ters yönde çalışmasına neden olur.
3. Kommutatör, akımın yönünü otomatik olarak 180° dönüşte bir kez değiştirir ve tork aynı yönde kalır.

Kısa bir süre sonra, komutatör elektromanyetik alanların hangi yöne doğru yönlendirdiğini kontrol etmek için bobinleri açıp kapatır.

Bir DC motorunun temel bileşenleri

Fotoğraf. 3 Bir DC motorunun temel yapısı

Resim kredisi: electrical4u.com

🧠 Ana fikir: Komütatör ve fırça, elektromanyetik kuvvetin her zaman aynı yöne doğru göstermesini sağlayarak dönerliği kolay alan bir temas sistemi oluşturur.

🔌 Komütatörün Görevi Nedir?

• 💡 Tek yönlü dönerliği sağlar: Motorun her 180° dönüşte durmasına veya tersine dönmesine engel olur.
  
• 🔁 Bobin akımını ters çevirir: Kutuplukları tam zamanında değiştirir.
  
• 🔥 Elektromanyetik kutupluk kontrolü: Kol yuvası sargılarına elektriğin doğru akışını sağlar.

📷 Görsel ipucu: Komütatörü, her yarım döndede akımı tersine çeviren bir zamanlayıcı anahtar olarak düşünün, bu da sürekli hareketi sağlar.

📈 Komütatör Neden Önemli?

• ✅ Sürekli rotasyonu sağlar: Bunu yapmasaydı, motor ileri geri sallanacaktı.
  
• ⚙️ Sabit tork çıkışı sağlar: Kolay güççusunun döngü yönüyle hizalı kalmasını sağlar.
  
• 🧯 Kısa devre yapmayı ve kıvılcım çıkmasını önler: İndüklenen gerilim sıfır olan 'nötral bölge' sayesinde.
  
• 🧲 Etkinliği artırır: Modern komütatörler dayanıklılık ve düşük sürtünme için yüksek kaliteli bakır parçalarını (ve küçük bir miktarda gümüş) ve karbon fırçasını kullanır.

📝 Özeti

Komütatör, kolada elektrik akımı yönünü değiştirerek düzgün ve sürekli rotasyon sağlayabilen bir DC motorunun önemli bir parçasıdır.