Por que o comutador é empregado em máquinas DC?

A comutadoré empregado em máquinas CC (corrente contínua), como motores CC e geradores CC, por vários motivos importantes:

Conversão de CA em CC: Em geradores CC, o comutador serve para converter a corrente alternada (CA) induzida nos enrolamentos da armadura em saída de corrente contínua (CC). À medida que a armadura gira dentro do campo magnético, o comutador inverte a direção da corrente em cada bobina da armadura no momento apropriado, garantindo que a corrente de saída gerada flua consistentemente em uma direção.

Manutenção da direção da corrente: Nos motores CC, o comutador garante que a direção da corrente através dos enrolamentos da armadura permaneça constante à medida que o rotor gira dentro do campo magnético. Este fluxo unidirecional de corrente produz um torque contínuo que impulsiona a rotação do motor.

Geração de Torque: Ao inverter periodicamente o sentido da corrente nos enrolamentos da armadura, o comutador gera um torque constante em motores CC. Este torque permite que o motor supere a inércia e as cargas externas, resultando em uma rotação suave e contínua.

Prevenção de curtos-circuitos na armadura: Os segmentos do comutador, isolados uns dos outros, evitam curtos-circuitos entre bobinas adjacentes da armadura. À medida que o comutador gira, ele garante que cada bobina da armadura mantenha contato elétrico com o circuito externo através das escovas, evitando o contato com bobinas vizinhas.

Controle de velocidade e torque: O projeto do comutador, juntamente com o número de segmentos e configuração do enrolamento, permite o controle das características de velocidade e torque das máquinas CC. Variando fatores como a tensão aplicada e a intensidade do campo magnético, os operadores podem ajustar a velocidade e a saída de torque do motor ou gerador para atender a requisitos específicos.

No geral, ocomutadordesempenha um papel crucial na operação de máquinas DC, facilitando a conversão de energia elétrica em energia mecânica (em motores) ou vice-versa (em geradores), mantendo conexões elétricas confiáveis ​​e controle sobre a direção e magnitude do fluxo de corrente.