W silniku prądu stałego kluczową rolę w pracy napędu odgrywa komutator. Jest to element osadzony na wirniku (tworniku), zbudowany z odizolowanych od siebie segmentów przewodzących. Komutator współpracuje z szczotkami, które dociskają do jego powierzchni i doprowadzają prąd do uzwojeń wirnika.
Dlaczego "Komutator" jest poprawny? Ponieważ w klasycznym silniku DC to właśnie komutator realizuje komutację, czyli przełączanie połączeń elektrycznych uzwojeń wirnika tak, aby w kolejnych położeniach kątowych uzyskać właściwy zwrot siły elektromagnetycznej i utrzymać ciągły moment napędowy. Na rysunkach edukacyjnych komutator najczęściej jest przedstawiany jako walcowy pierścień z widocznymi podziałami (segmentami) w pobliżu końca wirnika.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- Magnes (lub uzwojenie wzbudzenia) jest zwykle elementem stojana, tworzy pole magnetyczne, ale nie pełni funkcji przełączania prądu w uzwojeniach wirnika.
- Szczotka jest elementem stykowym (często grafitowym) dociskanym do komutatora. Może być widoczna na rysunku obok komutatora, ale jest inną częścią i ma inną funkcję: przekazuje prąd do komutatora.
- Wał to część mechaniczna przenosząca moment obrotowy na obciążenie. Jest osiowym elementem wirnika, lecz nie odpowiada za komutację ani za zmianę kierunku prądu w uzwojeniach.
W praktyce mechatronika rozróżnienie tych elementów jest ważne diagnostycznie: zużyty komutator lub szczotki powodują iskrzenie, spadek mocy i zakłócenia pracy, natomiast uszkodzony wał objawia się biciem, hałasem i problemami łożyskowymi. Przy pytaniach z rysunkiem warto szukać cech: segmentacja (komutator), element dociskowy (szczotka), część osiowa (wał), część nieruchoma tworząca pole (magnes/stojan).
