De ce se folosește comutatorul la mașinile de curent continuu?

A comutatoreste folosit în mașini de curent continuu (cu curent continuu), cum ar fi motoarele de curent continuu și generatoarele de curent continuu, din mai multe motive importante:

Conversia AC în DC: La generatoarele DC, comutatorul servește la transformarea curentului alternativ (AC) indus în înfășurările armăturii în ieșire de curent continuu (DC). Pe măsură ce armătura se rotește în câmpul magnetic, comutatorul inversează direcția curentului în fiecare bobină de armătură la momentul potrivit, asigurându-se că curentul de ieșire generat curge constant într-o singură direcție.

Menținerea direcției curentului: La motoarele de curent continuu, comutatorul asigură că direcția curentului prin înfășurările armăturii rămâne constantă pe măsură ce rotorul se rotește în câmpul magnetic. Acest flux unidirecțional de curent produce un cuplu continuu care antrenează rotația motorului.

Generarea cuplului: Prin inversarea periodică a direcției curentului în înfășurările armăturii, comutatorul generează un cuplu constant în motoarele de curent continuu. Acest cuplu permite motorului să depășească inerția și sarcinile externe, rezultând o rotație lină și continuă.

Prevenirea scurtcircuiturilor la armătură: Segmentele comutatorului, izolate între ele, previn scurtcircuitele între bobinele armăturii adiacente. Pe măsură ce comutatorul se rotește, acesta asigură că fiecare bobină de armătură menține contactul electric cu circuitul extern prin perii evitând în același timp contactul cu bobinele vecine.

Controlul vitezei și al cuplului: Designul comutatorului, împreună cu numărul de segmente și configurația înfășurării, permite controlul asupra caracteristicilor de viteză și cuplu ale mașinilor cu curent continuu. Prin diverși factori, cum ar fi tensiunea aplicată și puterea câmpului magnetic, operatorii pot ajusta viteza și cuplul de ieșire a motorului sau a generatorului pentru a se potrivi cerințelor specifice.

În general,comutatorjoacă un rol crucial în funcționarea mașinilor de curent continuu prin facilitarea conversiei energiei electrice în energie mecanică (în motoare) sau invers (în generatoare), menținând în același timp conexiuni electrice fiabile și control asupra direcției și mărimii fluxului de curent.