Perché il commutatore viene utilizzato nelle macchine DC?

A commutatoreeviene utilizzato nelle macchine CC (corrente continua), come motori CC e generatori CC, per diversi motivi importanti:

Conversione da CA a CC: nei generatori CC, il commutatore serve a convertire la corrente alternata (CA) indotta negli avvolgimenti dell'armatura in uscita in corrente continua (CC). Mentre l'armatura ruota all'interno del campo magnetico, il commutatore inverte la direzione della corrente in ciascuna bobina dell'armatura al momento opportuno, garantendo che la corrente di uscita generata scorra costantemente in una direzione.

Mantenimento della direzione della corrente: nei motori CC, il commutatore garantisce che la direzione della corrente attraverso gli avvolgimenti dell'armatura rimanga costante mentre il rotore ruota all'interno del campo magnetico. Questo flusso unidirezionale di corrente produce una coppia continua che guida la rotazione del motore.

Generazione di coppia: invertendo periodicamente la direzione della corrente negli avvolgimenti dell'armatura, il commutatore genera una coppia costante nei motori CC. Questa coppia consente al motore di superare l'inerzia e i carichi esterni, garantendo una rotazione fluida e continua.

Prevenzione dei cortocircuiti dell'indotto: i segmenti del commutatore, isolati tra loro, prevengono i cortocircuiti tra le bobine dell'indotto adiacenti. Mentre il commutatore ruota, assicura che ciascuna bobina dell'armatura mantenga il contatto elettrico con il circuito esterno attraverso le spazzole evitando il contatto con le bobine vicine.

Controllo di velocità e coppia: il design del commutatore, insieme al numero di segmenti e alla configurazione dell'avvolgimento, consente il controllo delle caratteristiche di velocità e coppia delle macchine CC. Variando fattori come la tensione applicata e l'intensità del campo magnetico, gli operatori possono regolare la velocità e la coppia erogata dal motore o dal generatore per soddisfare requisiti specifici.

Nel complesso, ilcommutatoreesvolge un ruolo cruciale nel funzionamento delle macchine CC facilitando la conversione dell'energia elettrica in energia meccanica (nei motori) o viceversa (nei generatori) mantenendo collegamenti elettrici affidabili e il controllo sulla direzione e l'entità del flusso di corrente.