Pourquoi le collecteur est-il utilisé dans les machines à courant continu ?

A commutateurest utilisé dans les machines à courant continu (courant continu), telles que les moteurs à courant continu et les générateurs à courant continu, pour plusieurs raisons importantes :

Conversion du courant alternatif en courant continu : dans les générateurs CC, le commutateur sert à convertir le courant alternatif (CA) induit dans les enroulements d'induit en sortie de courant continu (CC). Lorsque l'induit tourne dans le champ magnétique, le collecteur inverse le sens du courant dans chaque bobine d'induit au moment approprié, garantissant ainsi que le courant de sortie généré circule de manière cohérente dans une direction.

Maintien de la direction du courant : dans les moteurs à courant continu, le collecteur garantit que la direction du courant à travers les enroulements d'induit reste constante lorsque le rotor tourne dans le champ magnétique. Ce flux de courant unidirectionnel produit un couple continu qui entraîne la rotation du moteur.

Génération de couple : en inversant périodiquement le sens du courant dans les enroulements d'induit, le collecteur génère un couple constant dans les moteurs à courant continu. Ce couple permet au moteur de surmonter l'inertie et les charges externes, ce qui entraîne une rotation douce et continue.

Prévention des courts-circuits d'induit : Les segments du collecteur, isolés les uns des autres, empêchent les courts-circuits entre les bobines d'induit adjacentes. Lorsque le collecteur tourne, il garantit que chaque bobine d'induit maintient un contact électrique avec le circuit externe à travers les balais tout en évitant tout contact avec les bobines voisines.

Contrôle de la vitesse et du couple : La conception du collecteur, ainsi que le nombre de segments et la configuration des enroulements, permettent de contrôler les caractéristiques de vitesse et de couple des machines à courant continu. En faisant varier des facteurs tels que la tension appliquée et la force du champ magnétique, les opérateurs peuvent ajuster la vitesse et le couple de sortie du moteur ou du générateur pour répondre à des exigences spécifiques.

Dans l'ensemble, lecommutateurjoue un rôle crucial dans le fonctionnement des machines à courant continu en facilitant la conversion de l'énergie électrique en énergie mécanique (dans les moteurs) ou vice versa (dans les générateurs) tout en maintenant des connexions électriques fiables et en contrôlant la direction et l'ampleur du flux de courant.