• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Komutator - elektrotechnika

    Przeczytaj także...
    Polimery (gr. polymeres - wieloczęściowy, zbudowany z wielu części) – substancje chemiczne o bardzo dużej masie cząsteczkowej, które składają się z wielokrotnie powtórzonych jednostek zwanych merami.Siła elektromotoryczna (SEM) – czynnik powodujący przepływ prądu w obwodzie elektrycznym równy energii elektrycznej uzyskanej przez jednostkowy ładunek przemieszczany w urządzeniu (źródle) prądu elektrycznego w przeciwnym kierunku do sił pola elektrycznego oddziałującego na ten ładunek.
    Definicje maszyny elektrycznej oraz uznawanie niektórych urządzeń za maszyny bywa nieco zróżnicowane. Przykłady definicji:
    Komutator w silniku uniwersalnym z odkurzacza. Części: (A) komutator, (B) szczotka, (C) uzwojenia wirnika (twornik), (D) stojan (F) uzwojenie pola, (E) prowadnice szczotek
    Zasada działania komutatora przystosowanego do prądu stałego
    Komutator silnika elektrycznego prądu stałego i przylegające do niego szczotki
    Przekrój poprzeczny komutatora, który można zdemontować do naprawy.

    Komutator – element przełączający, umieszczany na wirniku komutatorowych maszyn elektrycznych (silników prądu stałego i generatorów prądu stałego zwanych także prądnicami). Komutator umożliwia przepływ prądu elektrycznego do wirnika synchronicznie z obrotem wirnika, przełączając kierunek prądu w uzwojeniach wirnika wraz z jego obrotem. Komutator zbudowany jest z dielektrycznego walca o wysokiej odporności temperaturowej, nałożonego na oś wirnika. Na powierzchni walca umieszczone są wzdłużnie sekcje, najczęściej miedziane. Do nich podłączone są kolejne uzwojenia wirnika. Sekcje izolowane są między sobą przy pomocy przekładek polimerowych. Po powierzchni walca ślizgają się grafitowe szczotki, dociśnięte przez sprężyny.

    Wirnik, (rotor) - element maszyny lub mechanizmu, który w czasie pracy wiruje wokół stałej osi. Najczęściej stosowany w pompach, sprężarkach, wentylatorach, dmuchawach, maszynach elektrycznych, silnikach, prądnicach i turbinach.Grafit – pospolity i szeroko rozpowszechniony minerał z gromady pierwiastków rodzimych. Stosowany jako naturalny suchy smar. Jest – obok diamentu i fulerytu – odmianą alotropową węgla. Nazwa pochodzi od gr. graphein = pisać, nawiązuje do tradycyjnego zastosowania tego minerału.

    W przypadku prądnicy stałe pole magnetyczne wytworzone w uzwojeniu wzbudzenia, magneśnicy, indukują w obracającym się uzwojeniu wirnika przemienną siłę elektromotoryczną indukcji. Na każdy pełny obrót wirnika w uzwojeniu kierunek siły elektromotorycznej zmienia się dwukrotnie. Komutator, jak widać na ilustracji, przełącza uzwojenie tak, że na zaciskach jest napięcie pulsujące o stałym kierunku. Dla uproszczenia pokazano jedno uzwojenie. W rzeczywistych maszynach liczba takich uzwojeń jest większa.

    Stojan, (stator) - zespół nieruchomych elementów maszyny lub mechanizmu, otaczających wirujący wokół stałej osi wirnik. Najczęściej stosowany jest w pompach, sprężarkach, wentylatorach, dmuchawach, maszynach elektrycznych, silnikach, prądnicach i turbinach.Twornik – uzwojenie silnika elektrycznego lub prądnicy, w którym indukuje się siła elektromotoryczna na skutek względnego ruchu tego uzwojenia i pola magnetycznego wytworzonego przez odrębne uzwojenie wzbudzenia. W tworniku zachodzi przemiana energii elektrycznej na mechaniczną (silnik) lub mechanicznej na elektryczną (prądnica).

    W przypadku silnika prądu stałego komutator pozwala na takie przełączanie uzwojeń wirnika, by kierunek siły elektrodynamicznej powstającej w wirniku był stały.

    Patenty[ | edytuj kod]

  • Elihu Thomson – U.S. Patent 242,488 – Commutators for Dynamo Electric Machines – 7 czerwca 1881.
  • Henry Jacobs – U.S. Patent 246,612 – Commutator for Magneto Electric Machines – 6 października 1881.
  • Frank. B. Rae & Clarence. L. Healy – U.S. Patent 294,270 – Commutator For Dynamo or Magneto Electric Machines – 26 lutego 1884.
  • Nikola Tesla – U.S. Patent 334,823 – Commutator for Dynamo Electric Machines – 26 stycznia 1886.
  • Thomas E. Adams – U.S. Patent 340,537 – Commutator for Dynamo-Electric Machines – 27 kwietnia 1886.
  • Nikola Tesla – U.S. Patent 382,845 – Commutator for Dynamo Electric Machines – 15 maja 1888.
  • Najprostszy komutator praktyczny[ | edytuj kod]

    Praktyczne komutatory mają co najmniej trzy miejsca styków, aby zapobiec "martwemu" miejscu, gdzie dwie szczotki równocześnie łączą tylko dwa segmenty komutatora. Szczotki są szersze niż izolowana szczelina, aby szczotki zawsze stykały się z cewką uzwojeń. W przypadku komutatorów z co najmniej trzema segmentami, mimo, że wirnik może potencjalnie zatrzymać się w miejscu, w którym dwa segmenty komutatora dotykają jednej szczotki, to tylko dezaktywuje jedno z ramion wirnika, podczas gdy inne będą działać prawidłowo. Przy pozostałych ramionach wirnikowych silnik może wytworzyć wystarczający moment obrotowy, aby rozpocząć obracanie się wirnika, a generator może dostarczyć użyteczną moc do obwodu zewnętrznego.

    Szczotka – specjalny rodzaj kontaktu elektrycznego pomiędzy dwiema (lub więcej) ruchomymi częściami. Zazwyczaj szczotki współpracują z komutatorem lub pierścieniami ślizgowymi. Spotyka się jednak również inne rodzaje kontaktów jak to ma miejsce np. w autotransformatorze lub potencjometrze drutowym, gdzie szczotka jest przesuwana bezpośrednio po uzwojeniu.Dielektryk, izolator elektryczny – materiał, w którym bardzo słabo przewodzony jest prąd elektryczny. Może to być rezultatem niskiej koncentracji ładunków swobodnych, niskiej ich ruchliwości, lub obu tych czynników równocześnie.
  • 3 biegunowy rotor w porównaniu z linijką

  • Zbliżenie na szczotki w komutatorze na prąd stały

  • Simplest Possible Commutator - Motor Body.JPG
  • Mały, 5-segmentowy komutator o średnicy mniejszej niż 2 mm, na silniku prądu stałego w zabawkowym samochodzie z systemem ZipZaps.
    Różne rodzaje szczotek miedzianych i węglowych
    Uchwyt szczotki węglowej z pojedynczymi zaciskami i regulacją naprężeń dla każdego bloku węglowego.
    Różne typy szczotek mają różne kąty styków szczotek
    Montaż komutatora i szczotek silnika trakcyjnego; pręty miedziane są widoczne z lżejszymi taśmami izolacyjnymi pomiędzy prętami. Każda ciemnoszara szczotka węglowa posiada krótki, elastyczny przewód połączony miedzią. Części uzwojenia pola silnika, na czerwono, można zobaczyć po prawej stronie komutatora.

    Linki zewnętrzne[ | edytuj kod]

  • "Commutator and Brushes on DC Motor". HyperPhysics, Physics and Astronomy, Georgia State University.
  • "PM Brushless Servo Motor Feedback Commutation Series – Part 1 Commutation Alignment – Why It Is Important." Mitchell Electronics.
  • "PM Brushless Servo Motor Feedback Commutation Series – Part 2 Commutation Alignment – How It Is Accomplished." Mitchell Electronics.
  • Wirnik małego silnika z komutatorem
    Siła elektrodynamiczna (magnetyczna) - siła, z jaką działa pole magnetyczne na przewód elektryczny, w którym płynie prąd elektryczny.



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.025 sek.