Milyen módszerek vannak a kommutáció javítására?

Milyen módszerekkel javítható a kommutáció?

A kommutáció definíciója

A kommutáció a tekercsben áramló áram fordításának folyamata, amely lehetővé teszi a motor hatékony működését.

Három fő módszer létezik a kommutáció javítására. 

• Ellenállásos kommutáció

• E.M.F. kommutáció

• Kiegyenlítő tekercsek

Ellenállásos kommutáció

Ebben a kommutációs módszerben magas ellenállású kekeseket használunk tisztaszínű kommutáció érdekében. Ez úgy érhető el, hogy a kis ellenállású rézkekeseket magas ellenállású szénkekesekkel cseréljük le.

A képen láthatóan az IC jelű tekercsből eredő áram két úton juthat el a kekestől a kommutációs időszakban. Az egyik út közvetlenül a b jelű kommutátor szegmensen keresztül a kekeshez, a másik út először a B jelű rövidzárt tekercsen keresztül, majd az a jelű kommutátor szegmensen keresztül a kekeshez. Alacsony ellenállású kekes esetén az IC jelű tekercsből eredő áram a rövidebb, tehát alacsonyabb ellenállású útvonalat, azaz az első utat követi.

Magas ellenállású kekesek használatakor, ahogy a kekes a kommutátor szegmensek felé halad, a kekes és a b szegmens közötti kapcsolódási terület csökken, míg a kekes és az a szegmens közötti terület növekszik. Mivel az elektromos ellenállás fordítottan arányos a kapcsolódási területtel, Rb növekedni fog, Ra pedig csökken, ahogy a kekes mozog. Így az áram a második utat fogja preferálni a kekes felé.

Ez a módszer biztosítja az áram gyors fordítását a kívánt irányba, javítva a kommutációt.

ρ a vezető ellenállása.

l a vezető hossza.

A a vezető kerete (itt a kapcsolódási területként van használva).

 E.M.F. kommutáció

A kommutációs időszakban a tekercsben áramló áram fordításának késése főleg a tekercs induktív tulajdonságának következménye. Ebben a kommutációs típusban a tekercs induktív tulajdonságából eredő reaktanciafeszültséget a kommutációs időszakban a tekercsben létrehozott ellentétes irányú emf neutralizálja.

Reaktanciafeszültség

A tekercs induktív tulajdonságából eredő, a kommutációs időszakban a tekercsben áramló áram fordítását ellenző feszültségemelkedést nevezünk reaktanciafeszültségnek.

Az ellentétes irányú emf-t két módon tudjuk előidézni:

• Kekeseltolás segítségével.

• Interpolák vagy kommutációs polusok használatával.

 Kekeseltolási kommutáció

 Ebben a kommutációs javítási módszerben a DC generátort esetén a kekeseket előre toljuk, a motor esetén hátra, hogy elegendő ellentétes irányú emf-t hozzanak létre a reaktanciafeszültség kivételére. Amikor a kekeseket előre vagy hátra toljuk, a rövidzárt tekercset a következő, ellentétes polaritású polus hatálya alá helyezik. A tekercs oldalai ekkor a fő polusok ellentétes polaritású flukussal vágják el, ami elegendő ellentétes irányú emf-et hoz létre. Ez a módszer ritkán használatos, mert a legjobb eredményért minden terhelés-változással a kekeseket tolni kell.

Interpolák használata

 Ebben a módszerben kis interpolákat rögzítenek a yoke-hoz, a fő polusok között. Generátorok esetén a polaritása megegyezik a szomszédos fő polusokkal, motorkor a korábbi fő polusokkal. A kommutációs időszakban az interpolák egy ellentétes irányú emf-et hoznak létre a rövidzárt tekercsben, ami a reaktanciafeszültséggel szemben áll, és tisztaszínű kommutációt biztosít.

Kiegyenlítő tekercsek

Ez a leghatékonyabb módja annak, hogy az armatúrreakció és a villámugrás problémáját kiegyenlítő mmf-ben kiegyensúlyozzuk. A kiegyenlítő tekercseket a rotor (armatúr) vezetékeinek párhuzamosan a polusok arcán található lyukakban helyezik el.

A kiegyenlítő tekercsek nagyobb hibája a magas költsége. Főleg nagy gépekben, amelyek súlyos túltömegekre vagy blokkolásra vannak kitéve, valamint kis motorokban, ahol szükséges a hirtelen történő fordítás és a nagy gyorsulás, használják őket.