Kommutierung in DC-Maschine oder Kommutierung in DC-Generator oder Motor

Die im Anker eines Gleichstromgenerators in einem rotierenden Magnetfeld angeordnete Spannung ist von Natur aus wechselnd. Das Kommutierung in Gleichstrommaschine oder genauer Kommutierung im Gleichstromgenerator ist der Prozess, bei dem erzeugter Wechselstrom in der Ankerwicklung einer Gleichstrommaschine in Gleichstrom umgewandelt wird, nachdem er den Kommutator und die stationären Bürsten durchlaufen hat.
Beim DC-Motor ist der Eingang DC alternierend in Anker umzuwandeln, und zwar auch durch Kommutierung.

Diese Umwandlung des Stroms aus dem rotierendenDer Anker einer Gleichstrommaschine für die stationären Bürsten muss einen kontinuierlichen Bewegungskontakt zwischen den Kommutatorsegmenten und den Bürsten aufrechterhalten. Wenn sich der Anker zu drehen beginnt, drehen sich die Spulen, die sich unter einem Pol befinden (sei es N-Pol), zwischen einer positiven Bürste und ihrer nachfolgenden negativen Bürste, und der Strom fließt durch diese Spule in eine Richtung nach innen zu den Kommutatorsegmenten.
Dann wird die Spule mit Hilfe von kurzgeschlosseneine Bürste für einen sehr kurzen Bruchteil der Zeit (1 bis 500 Sekunden). Es wird als Kommutierungsperiode bezeichnet. Nach dieser Kurzschlusszeit rotieren die Ankerspulen unter dem S-Pol und rotieren zwischen einer negativen Bürste und ihrer nachfolgenden positiven Bürste. Dann ist die Richtung umgekehrt, die von den Kommutatorsegmenten weg ist. Dieses Phänomen der Stromumkehrung wird als Kommutierungsprozess bezeichnet. Wir erhalten Gleichstrom vom Bürstenterminal.
Die Kommutierung wird als ideal bezeichnet, wenn der Kommutierungsvorgang oder die Stromumkehr am Ende der Kurzschlusszeit oder der Kommutierungsperiode abgeschlossen ist.

Wenn die Stromumkehrung während abgeschlossen istDie Kurzschlusszeit, an der dann Funkenbildung auftritt, tritt an den Bürstenkontakten auf und die Kommutatoroberfläche wird durch Überhitzung beschädigt und die Maschine wird als schlecht kommutiert bezeichnet.

Physisches Konzept der Kommutierung in DC-Maschine

Zur Erklärung des Kommutierungsvorgangs seiWir betrachten eine Gleichstrommaschine mit einem Anker, der mit einer Ringwicklung gewickelt ist. Nehmen wir auch an, dass die Breite des Kommutatorstabes der Breite der Bürste entspricht und der Strom, der durch den Leiter fließt, I ist_C.
Der Kommutator bewegt sich von links nach rechts. Dann bewegt sich der Pinsel von rechts nach links.
In der ersten Position ist die Bürste mit der Kommutatorstange b verbunden (wie in Abb. 1 dargestellt). Dann ist der Gesamtstrom, der von der Kommutatorstange b in die Bürste geleitet wird, 2I_C.

Wenn sich der Anker nach rechts zu bewegen beginnt, wird derDie Bürste kommt zum Kontakt der Stange a. Dann fließt der Ankerstrom durch zwei Wege und durch die Stäbe a und b (wie in 2 gezeigt). Der Gesamtstrom (2I_C) die vom Pinsel gesammelt werden, bleiben gleich.
Als Kontaktfläche der Leiste a mit der Bürstenimmt zu und die Kontaktfläche der Stange b nimmt ab, der Stromfluss durch die Stangen nimmt zu und nimmt gleichzeitig ab. Wenn der Kontaktbereich für beide Kommutatorstangen gleich wird, fließt derselbe Strom durch beide Stangen (wie in Abb. 3 dargestellt).
Wenn der Bürstenkontaktbereich mit der Stange b weiter abnimmt, ändert der durch die Spule B fließende Strom seine Richtung und beginnt entgegen dem Uhrzeigersinn zu fließen (wie in 4 gezeigt).
Wenn die Bürste vollständig unter die Stange a kommt (wie in Abb. 5 dargestellt) und mit der Stange b getrennt ist, dann Strom I_C fließt durch die Spule B entgegen dem Uhrzeigersinn und der Kurzschluss wird beseitigt.
In diesem Prozess wird die Stromumkehr oder der Kommutierungsprozess durchgeführt.

Methoden zur Verbesserung der Kommutierung

Es gibt drei Methoden der Funkelkommutierung:

1. Widerstandsumschaltung
2. Spannungskommutierung
3. Kompensation von Wicklungen