Comutação em máquinas DC

No caso de motor CC, a corrente contínua de entrada deve ser regenerada alternadamente na armadura, o que no caso de motor CC também é feito por comutação.

Esta conversão de corrente da bobina rotativa de uma máquina CC para as escovas estacionárias deve manter contatos em constante movimento entre o segmento do comutador e a escova. Quando a armadura começa a girar, as bobinas giram sob um pólo (pólo N) entre uma escova positiva e negativa, fazendo com que a corrente elétrica que flui através desta bobina flua em uma direção muito curta dentro do segmento do comutador. Agora a bobina é curto-circuitada usando uma escova por uma fração de tempo muito curta (1/500 de segundo). Isso é chamado de período de comutação. Durante este período de curto-circuito, a bobina da armadura gira sob o pólo S e gira entre uma escova negativa e a escova positiva que a segue. Agora a direção é invertida, ou seja, dentro da direção oposta aos segmentos do comutador. Este desenvolvimento da reversão da corrente é chamado de método de comutação. Obtemos energia dos terminais da escova.

A comutação é considerada ótima quando o processo de comutação ou reversão de corrente é concluído ao final do tempo de curto-circuito ou intervalo de comutação. Quando a reversão da corrente é completada durante o tempo tangencial, ocorrem faíscas nos contatos das escovas e a superfície do comutador é danificada devido ao aquecimento e a máquina é considerada mal comutada.

Para efeitos do método de comutação, consideramos uma máquina DC com uma armadura envolvida por um enrolamento de anel. Consideremos adicionalmente que a largura da haste comutada é igual à largura da escova e a corrente que flui através do condutor é I._C.

A escova pode mover-se da direita para a esquerda enquanto o comutador se move da esquerda para a direita.

Na posição inicial, as escovas são conectadas à barra do comutador B, conforme mostrado na Fig. a. Então a corrente total conduzida para a escova a partir da barra do comutador B é 2I_C.

Se a âncora começar a se mover para a direita antes que a escova entre em contato com a haste A. Então a corrente da armadura flui através de 2 caminhos e através das hastes A e B (como mostrado na Fig. B). A corrente total (2I_C) permanecem presos pela escova.

À medida que o espaço de contato da haste A com a escova aumenta e o espaço de contato da haste B diminui, o fluxo de corrente através da haste aumenta e diminui ao mesmo tempo. Uma vez que o espaço de contato é o mesmo para todas as barras do comutador, a mesma corrente flui através de todas as barras (como mostrado na Fig. C).

Quando o espaço de contato da escova com a haste B fica menor, a corrente através da bobina B muda de direção e começa a fluir no sentido anti-horário (ver Fig. d).

Se a escova passar completamente sob a barra A (ver Fig. e) e for cortada na barra B, a corrente IC flui no sentido anti-horário através da bobina B e o curto-circuito é cancelado. Este método completa o processo de reversão ou comutação atual.