Die Funktion eines Kommutators in einem Generator, insbesondere in einem Gleichstromgenerator (DC-Generator), besteht darin, den in den Ankerwicklungen erzeugten Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) umzuwandeln. Während sich der Anker im Magnetfeld dreht, wird in den Ankerspulen aufgrund elektromagnetischer Induktion Wechselspannung induziert. Der Kommutator, der aus voneinander isolierten Kupfersegmenten besteht und auf der Rotorwelle montiert ist, dreht sich mit dem Anker. Es kehrt die Richtung des Stromflusses in den Ankerspulen genau in dem Moment um, in dem die induzierte Spannung ihre Richtung ändert, und stellt so sicher, dass der Ausgang des Generators Gleichstrom ist. Durch effektives „Kommutieren“ oder Umschalten der Verbindungen zum externen Stromkreis sorgt der Kommutator für einen konstanten Gleichstromausgang trotz der Wechselstromnatur der induzierten Spannung in den Ankerwicklungen.
In Gleichstromgeneratoren fungiert ein Kommutator als mechanischer Gleichrichter. Seine Hauptaufgabe besteht darin, die Richtung des Stromflusses in den Ankerwicklungen zum richtigen Zeitpunkt umzukehren, um eine unidirektionale (DC) Ausgangsspannung zu erzeugen. Dieser Schaltvorgang erfolgt, wenn die Kommutatorsegmente unter stationären Bürsten hindurchlaufen, die den rotierenden Anker mit dem externen Lastkreis verbinden. Indem er sicherstellt, dass der Strom im externen Stromkreis immer in die gleiche Richtung fließt, ermöglicht der Kommutator dem Generator, eine konstante DC-Ausgangsspannung zu erzeugen, die für die Stromversorgung elektrischer Geräte und Systeme geeignet ist.
Anker und Kommutator sind zwei unterschiedliche Komponenten innerhalb eines Gleichstromgenerators. Der Anker bezieht sich auf den rotierenden Teil des Generators, der aus um einen Kern gewickelten Drahtspulen besteht. Während sich der Anker innerhalb des von den stationären Feldmagneten des Generators erzeugten Magnetfelds dreht, wird aufgrund des Faradayschen Gesetzes der elektromagnetischen Induktion Wechselspannung in den Ankerwicklungen induziert. Der Kommutator hingegen ist auf der Rotorwelle des Generators montiert und besteht aus voneinander isolierten Kupfersegmenten. Seine Funktion besteht darin, die in den Ankerwicklungen induzierte Wechselspannung in Gleichspannung umzuwandeln, indem er die Richtung des Stromflusses zum richtigen Zeitpunkt umkehrt.
In einem Gleichstromgenerator spielen Bürsten eine entscheidende Rolle bei der Übertragung des elektrischen Stroms zwischen dem rotierenden Kommutator und dem stationären externen Stromkreis. Die an den Segmenten des Kommutators angebrachten Bürsten bestehen typischerweise aus Kohlenstoff oder Graphit, um eine gute elektrische Leitfähigkeit und Verschleißfestigkeit zu gewährleisten. Ihre Funktion besteht darin, einen kontinuierlichen elektrischen Kontakt mit den rotierenden Kommutatorsegmenten aufrechtzuerhalten und gleichzeitig die freie Drehung des Ankers zu ermöglichen. Bürsten leiten den in den Ankerwicklungen induzierten Strom zum externen Lastkreis und ermöglichen so die Bereitstellung elektrischer Energie durch den Generator. Sie tragen auch dazu bei, eine reibungslose Kommutierung sicherzustellen, indem sie einen Pfad mit geringem Widerstand für den Stromfluss bereitstellen und dabei helfen, die während des Betriebs erzeugte Wärme abzuleiten.
Ein Dekommutatorschalter, auch Kommutierungsschalter oder Kommutatorschalter genannt, ist ein Gerät, das in bestimmten Arten elektrischer Maschinen, insbesondere in Kommutatormotoren oder Generatoren, verwendet wird. Seine Funktion besteht darin, die Verbindungen zu den Kommutatorsegmenten umzukehren und so effektiv die Richtung des Stromflusses in den Ankerwicklungen umzukehren. Diese Umkehrung ist von entscheidender Bedeutung bei Anwendungen, bei denen ein bidirektionaler Betrieb oder eine reversible Steuerung des Motors oder Generators erforderlich ist. Durch das Umschalten der Polarität der Anschlüsse am Kommutator ermöglicht der Dekommutatorschalter je nach Anwendungsanforderungen eine sanfte und kontrollierte Umkehr der Motorrichtung oder der Polarität der erzeugten Spannung. Dieses Gerät stellt sicher, dass der Motor oder Generator je nach Bedarf sowohl im Vorwärts- als auch im Rückwärtsmodus effizient und effektiv arbeiten kann.