Princíp činnosti komutátora (prepínanie polarity počas otáčania rotora)

Komutátor elektrických točivých strojov je mechanický prepínač alebo usmerňovač používaný v konštrukcii elektromotorov a generátorov. Jeho úlohou je prepínanie smeru prúdu privádzaného do cievok rotora tak, aby bola napájaná vždy tá cievka, ktorá je pod aktívnym pólom statora.

Je to zariadenie kruhového prierezu, pripevnené na hriadeli rotora, skladajúce sa z navzájom izolovaných kovových lamiel, ktoré sú elektricky pripojené na vinutia rotora. Používa sa pri jednosmerných strojoch a striedavých komutátorových strojoch. Prívody elektoromotora (generátora) sú prostredníctvom zberačov (kefka, uhlík) privedené na lamely, pričom v určitom okamihu napájajú iba niektoré z lamiel a to tak, že pri pootočení rotora (kefa príde na vedľajšiu lamelu) sa smer prúdu (polarita) v napájanej cievke zmení na opačný (funkcia mechanického striedača). V generátoroch sa indukované striedavé napätie v rotorovom vinutí komutátorom mechanicky usmerňuje, teda na svorkách rotorového obvodu je jednosmerné napätie.

Komutátor elektrického točivého stroja

Komutátor je zložitá a značne mechanicky namáhaná súčiastka, ktorá prenáša veľké prúdy. Vzhľadom na medzipolohy (medzery medzi lamelami), nie celkom presnému dosadnutiu zberačov (kefiek) na lamely, značnému treniu a pod. je často zdrojom mechanických porúch, a tiež zdrojom značného elektromagnetického rušenia, ktoré vzniká iskrením na prechode kefka-lamela. Toto rušenie musí byť eliminované dodatočnými elektronickými obvodmi. Zároveň sa takéto stroje nesmú používať v prostredí s možnosťou výbuchu.

Jednosmerné motory s komutátorom boli najčastejšou zložkou elektrických pohonov do konca 20. storočia. Dnes sú zariadenia s komutátorom nahrádzané alternátorami a jednosmernými asynchrónnymi motormi s elektronickým riadením.

Prepínanie cievok rotora komutátorom. Prívod je cez uhlíkové kefy pritláčané pružinou