Kommutatorn i en elmotor har funktionen att vända riktningen på strömflödet genom spolen närhelst spolen når vertikalt läge under motorns varv.
Kommutatorer och borstar används på alla DC-generatorer och DC-motorer. De används också på vissa växelströmsmotorer som repulsionsmotorer, synkronmotorer och universalmotorer.
Alla generatorer producerar en sinusvåg eller växelström när rotorn vrids i magnetfältet. Kommutatorn på DC-generatorn omvandlar AC till pulserande DC. Kommutatorn säkerställer att strömmen från generatorn alltid flyter i en riktning. Borstarna åker på kommutatorn och gör bra elektriska förbindelser mellan generatorn och lasten.
På likströmsmotorer och de flesta växelströmsmotorer är syftet med kommutatorn att säkerställa att strömmen som flyter genom rotorlindningarna alltid är i samma riktning, och att rätt spole på rotorn aktiveras i förhållande till fältspolarna. Genom att mekaniskt placera borstarna på kommutatorn kan en förskjutningsvinkel skapas mellan fältlindningarnas magnetiska kraft och rotorlindningarnas magnetiska kraft.
Kommutatorn måste vara nästan rund för att förhindra att borsten studsar och överdriven ljusbåge. Ju högre kommuteringshastighet, desto större behov av mer perfekt koncentricitet. En kommutator med hastigheter på 5000 fot per minut måste vara koncentrisk inom 0,001 tum på sin diameter. Vid hastigheter över 9000 fot per minut är kravet att kommutatorn ska vara inom 0,0005 tum.
Borstens rörelse upp och ner på kommutatorn kan i vissa fall kännas. Placera en isolerad sond eller gummisuddgummi från en penna på toppen av borsten medan motorn är igång. Eventuella grova fläckar kommer att märkas.
En introduktion till elmotorer
Som du kanske vet är elektriska motorer enheter som omvandlar elektrisk energi till mekanisk energi. De gör vanligtvis detta genom att använda elektromagnetiska fenomen. Interaktionen mellan 5 motorer. De olika typerna av elmotorer kännetecknas av hur ledarna och fältet är anordnade och även i den kontroll som kan utövas över mekaniskt utgående vridmoment, hastighet och position.
De flesta typerna förklarades tidigare på hemsidan och du kan nå dem med en enkel sökning. Som vi nämnde tidigare tänker vi prata om kommutatormotorerna i den här artikeln. Men vad vi behöver för att nå denna punkt är att se vad en kommutator är och hur den fungerar.
Vad är kommuteringsprocessen?
Än så länge vet vi hur generellt och utifrån vilken huvudregel elmotorer fungerar. I det här avsnittet och för att bättre förstå prestanda och egenskaper hos kommutatormotorer, avser vi att bekanta oss med dess huvudkomponent, dvs kommutatorn.
Som du kanske vet är driftprincipen för DC-motorer på grundval av den ömsesidiga interaktionen mellan magnetfältet hos en roterande ankare och magnetfältet hos en fast stator. när ankarets nordpol attraheras till statorns sydpol eller vice versa, alstras en kraft på ankaret som får den att rotera.
Kommutering är verkligen processen att byta fält i ankarlindningarna för att skapa konstant vridmoment i en riktning med syftet att säkerställa att vridmomentet som verkar på ankaret alltid är i samma riktning och att enheten som är ansluten till ankaret som möjliggör denna strömbrytare är kommutatorn.
Vad menas med en kommutator?
En samling stänger eller segment kopplade till generatorns eller motorns ankarspolar för att omvandla växelström till likström medan generatorn eller motorn roterar.
Var är kommutatorn i motorn?
Kommutatormotorer är en allmän term för alla likströmsmotorer med ändarna av rotorspolen kopplade till stängerna på en kommutatorbrytare installerad på rotoraxeln.
Hur fungerar en kommutator?
En kommutator i sig är en delad roterande ring, vanligtvis gjord av koppar, med varje segment av ringen fäst vid varje ände av ankarspolen som används i vissa typer av elmotorer och elektriska generatorer vars uppgift är att periodiskt vända strömriktningen mellan rotorn och den externa kretsen.
Ankaret som har flera spolar behöver en kommutator med liknande flera segment som stödjer varje ände av varje spole. Fjäderbelastade borstar sätts på varje sida av kommutatorn och kommer i kontakt med den när kommutatorn vrider sig och förser kommutatorsegmenten och motsvarande ankarspolar med spänning.
Genom att vända strömriktningen i de roterande lindningarna varje halva varv skapas en stadig roterande kraft som kallas vridmoment. I en generator tar kommutatorn av strömmen som genereras i lindningarna, vänder strömriktningen för varje halvvarv, och fungerar som en mekanisk likriktare för att omvandla växelströmmen från lindningarna till enkelriktad likström i den externa belastningskretsen. Den första DC-kommutatormaskinen, dynamo, byggdes av Hippolyte Pixii 1832.
Vi måste notera att det vi diskuterade ovan avser traditionella borstade DC-motorer med en traditionell kommuteringsprocess som använder mekaniska medel. Borstlösa DC-motorer behöver också en kommuteringsprocess, men skillnaden är att för borstlösa konstruktioner utförs kommuteringsprocessen elektroniskt, via en kodare eller halleffektsensorer som övervakar rotorns position för att bestämma när och hur spolarna i ankaret ska aktiveras .
Vad är en kommutatormotor?
Den grundläggande formen för nästan alla likströmsmotorer är densamma. Ett stationärt magnetfält skapas över rotorn av inställda poler på statorn. Spolarna som bär likström omger dessa poler eller så kan de innehålla permanentmagneter. Ankaret eller som det kallas rotorn består av en järnkärna med en spole inrymd i slitsar.
Nästan alla likströmsmotorer vars ändar av rotorspolen är anslutna till stängerna på en kommutatorbrytare monterad på rotoraxeln kallas kommutatormotorer.
Antag att ankarklämmorna är anslutna till en likströmskälla i en wat att en ström kommer in på den positiva polen. Interaktionen mellan denna ström och det magnetiska flödet producerar ett moturs vridmoment som accelererar rotorn. Kommutatorn går in när rotorn har vridits ca 120°, och vänder anslutningen från matningen till ankaret.
Den nya riktningen för strömmen i ankarspolen är sådan att den fortsätter att vrida moturs medan spolen är under polen. Proportionellt med hastigheten genereras en spänning i ankarspolen. Eftersom denna spolespänning är alternerande, skapar kommuteringsprocessen en enkelriktad spänning vid motorklämmorna. Den elektriska ingången kommer att vara produkten av denna terminalspänning och ingångsströmmen. Den mekaniska uteffekten kommer att vara produkten av rotorns vridmoment och hastighet.
Funktioner och nackdelar med kommutatormotorer
i de föregående avsnitten bekantar vi oss med kommuteringsprocessen och hur en kommutator fungerar. Här och i det här avsnittet listar vi några av funktionerna och nackdelarna med kommutatormotorerna.
Följande är några av funktionerna som kommutatormotorer erbjuder oss:
- De kan användas med 100 VAC för hushållsapparater
- De kan rotera snabbare än induktionsmotorer
- vid ökad belastning minskar rotationshastigheten och vridmomentet ökar
- Startmomentet är stort
- De ger hög effekt
- De är lätta motorer
På grund av dessa egenskaper används kommutatormotorerna för hushållsapparater som elektriska dammsugare och vissa andra verktyg som elektriska borrar som kräver lätta motorer med hög effekt. vissa andra enheter som blandare och kaffekvarnar som kräver rotationer snabbare än induktionsmotorer använder kommutatormotorer som drivkraft.
