Почему в машинах постоянного тока используется коммутатор?

A коммутаториспользуется в машинах постоянного тока (постоянного тока), таких как двигатели постоянного тока и генераторы постоянного тока, по нескольким важным причинам:

Преобразование переменного тока в постоянный: в генераторах постоянного тока коммутатор служит для преобразования переменного тока (AC), индуцируемого в обмотках якоря, в выходной постоянный ток (DC). Когда якорь вращается внутри магнитного поля, коммутатор меняет направление тока в каждой катушке якоря в соответствующий момент, гарантируя, что генерируемый выходной ток течет последовательно в одном направлении.

Поддержание направления тока. В двигателях постоянного тока коммутатор гарантирует, что направление тока через обмотки якоря остается постоянным, пока ротор вращается в магнитном поле. Этот однонаправленный поток тока создает непрерывный крутящий момент, который приводит в движение двигатель.

Генерация крутящего момента. Периодически меняя направление тока в обмотках якоря, коммутатор генерирует постоянный крутящий момент в двигателях постоянного тока. Этот крутящий момент позволяет двигателю преодолевать инерцию и внешние нагрузки, что приводит к плавному и непрерывному вращению.

Предотвращение короткого замыкания якоря: изолированные друг от друга сегменты коллектора предотвращают короткое замыкание между соседними катушками якоря. Когда коммутатор вращается, он гарантирует, что каждая катушка якоря поддерживает электрический контакт с внешней цепью через щетки, избегая при этом контакта с соседними катушками.

Контроль скорости и крутящего момента. Конструкция коммутатора, а также количество сегментов и конфигурация обмоток позволяют контролировать характеристики скорости и крутящего момента машин постоянного тока. Изменяя такие факторы, как приложенное напряжение и силу магнитного поля, операторы могут регулировать скорость и крутящий момент двигателя или генератора в соответствии с конкретными требованиями.

В целом,коммутаториграет решающую роль в работе машин постоянного тока, способствуя преобразованию электрической энергии в механическую (в двигателях) или наоборот (в генераторах) при сохранении надежных электрических соединений и контроле над направлением и величиной протекания тока.