Conmutación en máquinas DC

En el caso de un motor de CC, la corriente continua de entrada debe regenerarse alternativamente en el inducido, lo que en el caso de un motor de CC también se realiza mediante conmutación.

Esta conversión de corriente desde la bobina giratoria de una máquina de CC a las escobillas estacionarias debe mantener contactos en constante movimiento entre el segmento del conmutador y la escobillas. Cuando la armadura comienza a girar, las bobinas giran bajo un polo (polo N) entre una escobilla positiva y una negativa, lo que hace que la corriente eléctrica que fluye a través de esta bobina fluya en una dirección muy corta dentro del segmento del conmutador. Ahora la bobina se cortocircuita con un cepillo durante una fracción de tiempo muy corta (1/500 de segundo). A esto se le llama período de conmutación. Durante este período de cortocircuito, la bobina de la armadura gira debajo del polo S y gira entre una escobilla negativa y la escobilla positiva que la sigue. Ahora la dirección se invierte, es decir, en la dirección opuesta a los segmentos del conmutador. Este desarrollo de la inversión actual se llama método de conmutación. Obtenemos energía de los terminales del cepillo.

La conmutación se considera óptima cuando el proceso de conmutación o inversión de corriente se completa al final del tiempo de cortocircuito o intervalo de conmutación. Cuando se completa la inversión de corriente durante el tiempo tangencial, se producen chispas en los contactos de las escobillas y la superficie del conmutador se daña debido al calentamiento y se dice que la máquina está mal conmutada.

A los efectos del método de conmutación, consideramos una máquina de CC con una armadura rodeada por un devanado anular. Consideremos además que el ancho de la varilla conmutada es igual al ancho de la escobilla y la corriente que fluye a través del conductor es I. _C.

El cepillo puede moverse de derecha a izquierda mientras el conmutador se mueve de izquierda a derecha.

En la posición inicial, las escobillas están conectadas a la barra del conmutador B, como se muestra en la Fig. a. Entonces la corriente total conducida a la escobilla desde la barra del conmutador B es 2I _C.

Si el ancla comienza a moverse hacia la derecha antes de que la escobilla entre en contacto con la varilla A, entonces la corriente de la armadura fluye a través de 2 caminos y a través de las varillas A y B (como se muestra en la Fig. B). La corriente total (2I _C ) queda atrapada en la escobilla.

A medida que aumenta el espacio de contacto de la varilla A con la escobilla y disminuye el espacio de contacto de la varilla B, el flujo de corriente a través de la varilla aumenta y disminuye al mismo tiempo. Dado que el espacio de contacto es el mismo para todas las barras del conmutador, la misma corriente fluye a través de todas las barras (como se muestra en la Fig. C).

Cuando la distancia de contacto entre la escobilla y la varilla B se reduce, la corriente a través de la bobina B cambia de dirección y comienza a fluir en sentido antihorario (ver Fig. d).

Si la escobilla pasa completamente por debajo de la barra A (ver Fig. e) y se corta en la barra B, la corriente IC fluye en sentido antihorario a través de la bobina B y se cancela el cortocircuito. Este método completa el proceso de inversión o cambio actual.