Un bref aperçu de ce qu’est un commutateur

Tous les moteurs et générateurs fonctionnant sur un courant continu nécessitent l’installation d’un commutateur. Ils sont également appliqués à plusieurs moteurs à induction à courant alternatif, y compris les moteurs omniprésents et synchrones. Lorsque le rotor tourne dans le champ magnétique, tous les générateurs génèrent des ondes sinusoïdales ou des courants alternatifs.

Le commutateur du générateur de courant continu transforme le courant alternatif en courant continu pulsé. Le commutateur garantit que la puissance du générateur circule toujours de manière linéaire. Le générateur et les charges de puissance sont reliés électriquement via les balais, qui se déplacent sur le collecteur.

Il exista aussi d’autres éléments à savoir sur un commutateur. Par conséquent, cet article vous présentera d’autres informations sur les commutateurs et vous permettra de comprendre leur importance.

Qu’est-ce qu’un commutateur exactement ?

Le commutateur est utilisé dans les machines à courant continu, telles que les moteurs universels et les moteurs à courant continu. Les enroulements du moteur reçoivent le courant électrique d’un commutateur, et en changeant le sens du courant, un couple de rotation constant est généré dans les bobines rotatives à chaque demi-tour.

Comment fonctionne un commutateur ?

Pour transformer la tension alternative des enroulements en courant linéaire continu dans la charge externe, le commutateur d’un générateur commute la trajectoire du courant, chaque tour agissant comme un redresseur mécanique.

Lorsque l’arbre tourne, le commutateur commute le flux de courant dans une bobine. Les enroulements sont liés après que l’arbre a tourné à mi-chemin de sorte que le courant circule en face du premier.

Dans un moteur à courant continu, la bobine est entraînée en rotation par le champ magnétique en utilisant un couple ou une force de rotation. En revanche, un générateur CC utilise un couple mécanique pour maintenir l’action d’enroulement dans la trajectoire de l’arbre. Le commutateur change la direction du flux de courant tout au long de la bobine dans les deux scénarios. De ce fait, le circuit extérieur à la machine a un seul sens de circulation du courant.

À quoi ressemble un commutateur ?

Un commutateur a une structure cylindrique. Au sein du commutateur, la direction du flux de courant en déclenchée par le mouvement de rotation de l’enroulement interne de la bobine. Le trajet du flux de courant change après chaque demi-tour de la bobine. Il est composé de plusieurs segments et composants.

Le commutateur est séparé en plusieurs segments. Le cuivre, l’argent et d’autres éléments conducteurs sont utilisés pour créer ces sections. Les segments sont également fixés à l’enroulement primaire et aux balais métalliques de l’induit. Les balais métalliques assurent une bonne connexion physique entre les générateurs et la charge.

Une couche isolante sépare les deux parties. Cette couche isolante est composée de mica. L’épaisseur de ce matériau isolant varie de 6 à 8 millimètres. Un noyau feuilleté composé de circuits bobinés est situé sous le commutateur. Deux fois moins de bobines sont présentes que de segments de collecteur. Le nombre de segments, ou le nombre de pièces dans lesquelles il est divisé, est égal au nombre d’espaces de rotor.

Quel est le processus de fonctionnement d’un commutateur ?

Voici à quoi ressemble le processus de fonctionnement d’un commutateur :

• Les balais métalliques en contact avec le collecteur et l’aimant sont fixes. L’aimant fournit la force de rotation. Le contact garantit que l’induit et les segments du collecteur reçoivent une tension.
• Le flux de tension atteint le niveau le plus bas, ou zéro, pendant que le commutateur tourne, et les balais métalliques entrent également en contact direct avec la couche isolante. A ce moment, l’orientation électrique de la bobine est modifiée.
• Le commutateur de polarité des bobines d’induit garantit qu’elles tournent dans un seul sens.
• Il y a un endroit où la brosse entre en contact avec les deux segments lorsqu’elle passe d’une section à la suivante ; cet emplacement est connu sous le nom de plan neutre.
• Si aucun plan neutre n’est formé, il y a un risque qu’une tension excessive circule, ce qui pourrait provoquer une étincelle ou un incendie.
• Bien que la tension produite dans le commutateur puisse être de zéro au maximum, la polarité reste toujours constante.

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