معرفی ساختار و اجزای تشکیل دهنده DC آرمیچر (Armature) در برق _ الکترونیک
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
نکته : در یک ماشین DC مانند آرمیچر بایستی یک یا چند سیم هادی در داخل یک میدان مغناطیسـی ثابت دوران نماید. در عمل چنانچه تمام سیم های هادی بر روی تنها یک کلاف پیچیده شود خروجـی هـای ماشین دارای نوسان خواهد بود. برای اینکه خروجی ماشین ( ولتاژ یا گشتاور) نوسان کمتری داشته باشد سیم های هادی را به صورت تعدادی کلاف در آورده و آنها را با تغییر مکانهای نسبی خاصی بر روی یک استوانه می پیچند. هر چه تعداد کلاف های آرمیچر بیشتر باشد نوسانات خروجی موتور کمتر می گردد .اصطلاحاً به مجموعه استوانه و کلاف های پیچیده شده بر روی آن آرمیچر اطلاق می شود.
آرمیچر استوانه ای از جنس مواد فرو مغناطیس است که آن را به صورت ورقه ورقه می سازند تا سبب کم کردن تلفات از طریق افزایش مقاومت آن گردد.ضخامت ورقه های آرمیچر حدود ۵/۰ میلی متر بوده و در داخل انها شیارها و یا حفراتی وجود دارد که وقتی کنار هم قرار گرفته و هسته را بوجود می آورند در داخل هسته شیارها و کانالهایی بوجود می آید که جهـت قرار دادن کلاف ها و تهویه آرمیچر مورد استفاده قرار می گیرند.
عملکرد کُموتاتور یا جا به جا گر (Commutator)
کُموتاتور یا جا به جا گر (Commutator) ، به یک سوئیچ اغلب مکانیکی در بعضی از موتور ها یا ژنراتور های الکتریکی اطلاق می شود که دائماً جهت جریان را در روتور عوض می کند. کموتاتور در موتور ها برای انتقال توان الکتریکی به روتور و در ژنراتور ها برای جمع آوری توان به روشی مشابه استفاده می شود. کموتاتور به عنوان یک کلید و با توجه به تعداد کلید زنی هایی که در عمر مفید خود انجام می دهد، دارای عمر بسیار طولانی است. کموتاتور مسبب تغییر حالت AC به DC میباشد، در واقع عملیات یکسو سازی در ژنراتور را به عهده دارد.
این سوئیچ در ماشین های گردانی که با جریان مستقیم سر و کار دارند به کار می رود. کموتاتور با تغییر جهت جریان در سیم پیچ آرمیچر یک موتور الکتریکی، موجب ایجاد یک نیروی (گشتاور) چرخشی می شود. به طور مشابه، در ژنراتور ها با معکوس کردن اتصال سیم پیچ به مدار خارجی، جهت جریان را حفظ می‌کند و جریانی یک سویه را به مدار خارجی تحویل می دهد.
شفت آرمیچر (میله گشتاور آرمیچر)
اکثر موتور های DC حرکت چرخشی دارند، به جز موتور های خطی که حرکت خطی دارند (نمی‌چرخند).موتور های DC دارای گشتاور راه‌اندازی بالا و قابل تغییر هستند و کاربرد بسیاری در صنعت دارند. سرعت موتور DC با روش های مختلفی قابل کنترل است؛ از جمله با تغییر ولتاژ تغذیه (مثلاً به روش PWM)، یا تغییر جریان سیم پیچ های موتور به کار میرود.
سیم پیچ یا هسته آرمیچر
مهمترین قسمت آرمیچر ها فایل الکترو مغنایسی آن است که معمولا با نام سیم پیچ شناخته می شود. سیم پیچ آرمیچر به طور معمول از کلاف های متعددی که مشابه با یکدیگر هستند تشکیل می گردد. در موتور های الکتریکی مجهز و پر توان این کلاف ها را به کمک الگوی از پیش تعیین شده ای طراحی می کنند و سپس آن را درون شیار ها قرار می دهند. نوع طراحی سیم پیچ آرمیچر همواره بر اصول فنی تکیه دارد و همسان با طراحی ماشین‌هایی است که از وجود جریان مستقیم بهره می برند. در بخش سیم پیچ آرمیچر کلاف ها با توجه به نوع کارکرد شان به صورت سری، موازی یا ترکیبی از این دو حالت به یکدیگر متصل شده اند.
زغال ها و جاروبک ها
عمل وارد کردن جریان به آرمیچر در موتور و یا خارج کردن جریان از ارمیچر در ژنراتور توسط مجموعهـای به نام زغالها انجام می گیرد. این اجزا از طریق تماس (فیزیکی از نوع سایشی) که با قطعـات مسـی کلکتـور برقرار می کنند وظیفه مورد نظر را انجام می دهند. زغالها باید از موادی باشند کـه مقاومـت سایشـی خـوبی داشته باشد ولی از طرف دیگر انقدر زیاد نباشد که باعث سائیدگی تیغه هـای کلکتـور گـردد. عـلاوه بـر آن بایستی هادی خوب جریان الکتریکی باشند. جاروبکها معمولاً از جنس کربن و گرافیت و مواقعی از الیاژ مس و کربن ساخته می شوند. جاروبکها توسط یک گیره به بدنه ماشین ثابت می گردند و توسط یک فنر بـر روی تیغه های کلکتور با فشار مناسبی در تماس هستند زغالها در جایی نسب می شوند که در هنگام عوض شده پلاریته دو سر کلاف ها ولتاژ القاء شده در کلاف صفر باشد در غیر اینصورت هنگام عوض شدن پلاریته جرقه ایجاد خواهد شد. لذا زغالها در راستای عمود بر امتدار شار قطبها نصب می گردند.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )