کموتاتور چیست؟
کموتاتور (Commutator) یک بخش از ماشین‌های الکتریکی مانند موتورهای الکتریکی یا ژنراتورها است که در ماشین‌های جریان مستقیم (DC) مورد استفاده قرار میگیرد. وظیفه اصلی کموتاتور، تبدیل جریان متناوب (AC) که در سیم‌پیچ‌های روتور تولید می‌شود، به جریان مستقیم (DC) در مدار خارجی است یا برعکس، تبدیل جریان DC به AC در داخل روتور.
Commutator از چندین تیغه یا بخش رسانا تشکیل می شود که به صورت استوانه‌ای در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند. براش‌ها (برس‌ها) که معمولاً از کربن ساخته می‌شوند، با سطح کموتاتور تماس دارند و جریان الکتریکی را به داخل یا خارج از دستگاه هدایت می‌کنند. کموتاتور به مرور زمان دچار ساییدگی می‌شود و باید به طور دوره‌ای نگهداری یا تعویض شود. در موتورها و ژنراتورهای جدیدتر، به خصوص انواع AC، دیگر نیازی به کموتاتور نیست و از فناوری‌های الکترونیکی جدیدتر استفاده می‌شود.
نحوه عملکرد کموتاتور به چه صورت است؟
کموتاتور یک قطعه استوانه‌ای شکل در ماشین‌های الکتریکی است که برای تبدیل جریان متناوب تولیدی در سیم‌پیچ‌های روتور به جریان مستقیم در مدار خارجی یا برعکس استفاده می‌شود. این قطعه از چندین تیغه رسانا تشکیل شده که روی محور روتور نصب شده‌اند. هنگامی که روتور می‌چرخد، براش‌ها که از جنس کربن هستند با تیغه‌های کموتاتور تماس پیدا می‌کنند و به این ترتیب جریان الکتریکی را به داخل یا خارج از دستگاه هدایت می‌کنند. وظیفه Commutator این است که جهت جریان الکتریکی را به گونه‌ای تغییر دهد که در مدار خارجی همیشه جریان مستقیم ایجاد شود.
اجزا اصلی تشکیل دهنده یک کموتاتور کدامند؟
هر کموتاتور از سه جز اصلی تیغه، عایق و جاروبک تشکیل می شود:
- تیغه ها: تیغه ها در واقع قطعات رسانای مجزایی هستند که از جنس مس یا گرافیت هستند.
- عایق: عایق از جنس پلاستیک یا سرامیک است که وظیفه جداکردن تیغه ها را از یکدیگر دارد.
- جاروبک: جاروبک ها نیز قطعات رسانای لغزنده ای هستند که در ساخت آن ها از جنس گرافیت یا کربن استفاده می شود و به صورت لغزشی برروی تیغه ها حرکت می کنند.
کاربردهای کموتاتور کدامند؟
Commutator در دستگاه‌های مختلفی که از جریان مستقیم استفاده می‌کنند، کاربرد دارد. برخی از مهم‌ترین کاربردهای کموتاتور عبارتند از:
- موتورهای جریان مستقیم (DC): کموتاتور در موتورهای DC استفاده می‌شود تا جریان مستقیم را به سیم‌پیچ‌های روتور برساند و جهت جریان را با چرخش روتور تغییر دهد. این فرآیند به تولید گشتاور ثابت در موتور کمک می‌کند.
- ژنراتورهای جریان مستقیم (DC): در ژنراتورهای DC، کموتاتور جریان متناوب تولیدی در روتور را به جریان مستقیم تبدیل می‌کند تا بتوان آن را در مدارهای خارجی استفاده کرد.
- ابزارهای برقی کوچک: Commutator در ابزارهایی مانند دریل‌های برقی، جاروبرقی‌ها، و دستگاه‌های آشپزخانه که از موتورهای DC استفاده می‌کنند، به کار می‌روند.
- ترن‌های برقی و سیستم‌های حمل و نقل: در سیستم‌های حمل و نقل قدیمی‌تر مانند لوکوموتیوهای برقی که از موتورهای DC استفاده می‌کردند، Commutator بخش مهمی از سیستم الکتریکی بود.
- ماشین‌های الکتریکی صنعتی: در برخی کاربردهای صنعتی که نیاز به کنترل دقیق سرعت و گشتاور دارند، موتورهای DC با Commutator استفاده می‌شوند.
- باتری‌ها و منابع تغذیه جریان مستقیم: دستگاه‌هایی که به باتری‌ها یا منابع تغذیه DC متصل هستند، اغلب برای تبدیل جریان و کنترل بهتر به Commutator نیاز دارند.
تفاوت کموتاتور و کلکتور چیست؟
Commutator و کلکتور هر دو در ماشین‌های الکتریکی برای انتقال جریان استفاده می‌شوند، اما تفاوت‌های کلیدی دارند. Commutator در موتورهای جریان مستقیم (DC) وظیفه تغییر جهت جریان در سیم‌پیچ روتور را دارد تا حرکت چرخشی مداوم ایجاد کند. کلکتور، بیشتر در ماشین‌های جریان متناوب (AC) یا سیستم‌های تولید توان استفاده می‌شود. این قطعه تنها وظیفه جمع‌آوری یا انتقال جریان به مدار خارجی را بدون تغییر جهت جریان بر عهده دارد. به‌طور خلاصه، Commutator جریان را تغییر می‌دهد، در حالی که کلکتور فقط جریان را منتقل می‌کند.
انواع‌کموتاتور از نظر تعداد تیغه و جاروبک به انواع زیر تقسیم بندی می شوند:
کموتاتوربا جاروبک شینه بسته
در ساخت این کموتاتور از تعدادی تیغ مسی استفاده می شود که به صورت دایره ای هستند. تیغه ها با استفاده از یک عایق از یکدیگر جدا می شوند.
کموتاتور با جاروبک شینه باز
مدل این کموتاتور بسیار شبیه به نوع قبل است با این تفاوت که در این مدل جاروبک به جای اینکه در یک قاب محصور شود در معرض هوا قرار میگیرد.
کموتاتوربا جاروبک انگشتی
در ساخت این محصول نیز از تعدادی جاروبک انگشتی شکل استفاده می شود که به جای حرکت لغزنده برروی تیغه ها به تیغه ها ضربه می زنند.
کموتاتور الکترونیکی:
در ساخت این محصول از قطعات الکترونیکی برای انجام وظایف Commutator استفاده می شود. میزان جرقه و نویز در این محصول نسبت به موارد قبل بسیار کمتر است.
شرکت مهندسی مهام نیروی لوت با هدف طراحی، تامین تجهیزات و نصب خطوط انتقال برق، پست های فشار قوی، تابلوهای برق فشار ضعیف، متوسط و قوی، کابل کشی ها در سایز های مختلف و نصب انواع ترانسفورماتورها با پیشرفته ترین و به روز ترین متدهای اجرایی، به کارفرمایان بخش دولتی و خصوصی و در استان کرمان تاسیس و راه اندازی شده است.