A função de um comutador em um gerador, particularmente em um gerador CC (corrente contínua), é converter a corrente alternada (CA) gerada nos enrolamentos da armadura em corrente contínua (CC). À medida que a armadura gira dentro do campo magnético, a tensão CA é induzida nas bobinas da armadura devido à indução eletromagnética. O comutador, que consiste em segmentos de cobre isolados uns dos outros e montados no eixo do rotor, gira com a armadura. Ele inverte a direção do fluxo de corrente nas bobinas da armadura no exato momento em que a tensão induzida muda de direção, garantindo que a saída do gerador seja CC. Ao “comutar” ou comutar efetivamente as conexões para o circuito externo, o comutador mantém uma saída CC estável, apesar da natureza CA da tensão induzida nos enrolamentos da armadura.
Um comutador funciona como um retificador mecânico em geradores DC. Sua função principal é reverter a direção do fluxo de corrente nos enrolamentos da armadura no tempo correto para produzir uma tensão de saída unidirecional (CC). Esta ação de comutação ocorre quando os segmentos do comutador passam sob escovas estacionárias que conectam a armadura rotativa ao circuito de carga externo. Ao garantir que a corrente sempre flua na mesma direção no circuito externo, o comutador permite que o gerador produza uma tensão de saída CC constante adequada para alimentar dispositivos e sistemas elétricos.
A armadura e o comutador são dois componentes distintos dentro de um gerador DC. A armadura refere-se à parte rotativa do gerador que consiste em bobinas de fio enroladas em torno de um núcleo. À medida que a armadura gira dentro do campo magnético produzido pelos ímãs de campo estacionários do gerador, a tensão CA é induzida nos enrolamentos da armadura devido à lei de indução eletromagnética de Faraday. O comutador, por outro lado, é montado no eixo do rotor do gerador e consiste em segmentos de cobre isolados uns dos outros. Sua função é converter a tensão CA induzida nos enrolamentos da armadura em tensão CC, invertendo a direção do fluxo da corrente no tempo correto.
Num gerador DC, as escovas desempenham um papel crucial na transferência de corrente elétrica entre o comutador rotativo e o circuito externo estacionário. Posicionadas contra os segmentos do comutador, as escovas são normalmente feitas de carbono ou grafite para proporcionar boa condutividade elétrica e resistência ao desgaste. Sua função é manter contato elétrico contínuo com os segmentos rotativos do comutador enquanto permite que a armadura gire livremente. As escovas transportam a corrente induzida nos enrolamentos da armadura para o circuito de carga externo, permitindo ao gerador fornecer energia elétrica. Eles também ajudam a garantir uma comutação suave, fornecendo um caminho de baixa resistência para o fluxo de corrente e ajudando a dissipar o calor gerado durante a operação.
Uma chave decomutadora, também conhecida como chave de comutação ou chave comutadora, é um dispositivo usado em certos tipos de máquinas elétricas, particularmente em motores comutadores ou geradores. Sua função é inverter as conexões aos segmentos do comutador, invertendo efetivamente o sentido do fluxo da corrente nos enrolamentos da armadura. Esta reversão é crucial em aplicações onde é necessária operação bidirecional ou controle reversível do motor ou gerador. Ao mudar a polaridade das conexões no comutador, a chave decomutadora permite uma inversão suave e controlada da direção do motor ou da polaridade da tensão gerada, dependendo dos requisitos da aplicação. Este dispositivo garante que o motor ou gerador possa operar de forma eficiente e eficaz nos modos direto e reverso, conforme necessário.