W silniku prądu stałego z komutatorem prawidłowa praca układu szczotka–komutator zależy od tego, czy komutacja (przełączanie prądu w uzwojeniach wirnika) zachodzi w warunkach możliwie małej siły elektromotorycznej indukowanej w zwieranym zwoju. Taki stan uzyskuje się, gdy szczotki są ustawione w strefie neutralnej (osi komutacji), czyli w położeniu, w którym w przewodnikach wirnika pod szczotką nie powstaje istotne napięcie utrudniające zmianę kierunku prądu.
Objaw opisany w pytaniu jest diagnostycznie ważny: iskrzenie nierównomierne i zależne od kierunku obrotów typowo wskazuje, że geometria/ustawienie szczotek względem pola magnetycznego nie jest właściwa. Po zmianie kierunku obrotów zmienia się znak zjawisk indukcyjnych w obwodzie wirnika, więc błąd ustawienia szczotek może ujawniać się silniej w jedną stronę. Dlatego właściwą czynnością serwisową jest ustawienie szczotek w strefie neutralnej.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują jako najlepsze działanie dla tego objawu?
- Przeszlifowanie komutatora i regulacja luzów łożyskowych – dotyczy głównie problemów mechanicznych (bicie, nierówności, drgania). Mogą one nasilać iskrzenie, ale sama zależność od kierunku obrotów bardziej wskazuje na błąd osi komutacji niż na typowe bicie komutatora.
- Regulacja lub wymiana łożysk – uszkodzone łożyska powodują hałas, drgania i często nierównomierny docisk szczotek, jednak kierunkowość iskrzenia jest mniej charakterystyczna dla samej usterki łożyskowej.
- Wymiana szczotek na twardsze – dobór twardości szczotek wpływa na zużycie i warunki tarcia, ale nie usuwa przyczyny związanej z nieprawidłowym położeniem w strefie neutralnej; może nawet pogorszyć dopasowanie i warunki docierania.
W praktyce, po ustawieniu szczotek w strefie neutralnej, ocenia się poziom iskrzenia, stan powierzchni komutatora oraz równomierność docisku i dopiero potem rozważa działania mechaniczne (łożyska, obróbka komutatora) lub dobór szczotek.
