कम्यूटेटर (बिजली)

एक कम्यूटेटर कुछ प्रकार के बिजली की मोटर ्स और  विद्युत जनरेटर  में एक रोटरी  बदलना  है जो समय-समय पर रोटर और बाहरी सर्किट के बीच वर्तमान (बिजली) दिशा को उलट देता है। इसमें मशीन के घूर्णन  आर्मेचर (इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग)  पर कई धातु संपर्क खंडों से बना एक सिलेंडर होता है। दो या अधिक  विद्युत संपर्क  जिन्हें  ब्रश (बिजली)  कहा जाता है, कम्यूटेटर के खिलाफ  कार्बन  प्रेस जैसी नरम प्रवाहकीय सामग्री से बने होते हैं, जो कम्यूटेटर के क्रमिक खंडों के साथ संपर्क बनाते हैं क्योंकि यह घूमता है। आर्मेचर (इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग) पर वाइंडिंग्स (तार के तार) कम्यूटेटर सेगमेंट से जुड़े होते हैं।

कम्यूटेटर का उपयोग एकदिश धारा  (DC) मशीनों में किया जाता है:  डाइनेमो  (DC जनरेटर) और कई DC मोटर्स के साथ-साथ यूनिवर्सल मोटर्स। एक मोटर में कम्यूटेटर वाइंडिंग में  विद्युत प्रवाह  लागू करता है। घुमावदार घुमावों में वर्तमान दिशा को उलट कर प्रत्येक आधा मोड़, एक स्थिर घूर्णन बल (टोक़) का उत्पादन होता है। एक जनरेटर में कम्यूटेटर वाइंडिंग में उत्पन्न धारा को चुनता है, प्रत्येक आधे मोड़ के साथ धारा की दिशा को उलट देता है, एक यांत्रिक सुधारक के रूप में कार्य करता है जो वाइंडिंग से वैकल्पिक प्रवाह को बाहरी लोड सर्किट में यूनिडायरेक्शनल डायरेक्ट करंट में परिवर्तित करता है। आंद्रे-मैरी एम्पीयर के एक सुझाव के आधार पर, 1832 में  हिप्पोलीटे पिक्सी  द्वारा पहली प्रत्यक्ष वर्तमान कम्यूटेटर-प्रकार की मशीन, डायनेमो का निर्माण किया गया था।

कम्यूटेटर अपेक्षाकृत अक्षम हैं, और ब्रश प्रतिस्थापन जैसे आवधिक रखरखाव की भी आवश्यकता होती है। इसलिए, कम्यूटेटेड मशीनों के उपयोग में कमी आ रही है, जिन्हें वैकल्पिक चालू (एसी) मशीनों द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है, और हाल के वर्षों में ब्रशलेस डीसी इलेक्ट्रिक मोटर  द्वारा  सेमीकंडक्टर  स्विच का उपयोग किया जाता है।

संचालन का सिद्धांत
एक कम्यूटेटर में एक मशीन के घूर्णन शाफ्ट के लिए तय की गई संपर्क सलाखों का एक सेट होता है, और आर्मेचर वाइंडिंग से जुड़ा होता है। जैसे ही शाफ्ट घूमता है, कम्यूटेटर वाइंडिंग में धारा के प्रवाह को उलट देता है। एकल आर्मेचर वाइंडिंग के लिए, जब शाफ्ट ने एक-आधा पूर्ण मोड़ दिया है, तो वाइंडिंग को अब जोड़ा जाता है ताकि प्रारंभिक दिशा के विपरीत इसके माध्यम से धारा प्रवाहित हो। एक मोटर में, आर्मेचर करंट निश्चित चुंबकीय क्षेत्र को घूमने के लिए वाइंडिंग पर एक घूर्णी बल, या एक टोक़ लगाने का कारण बनता है। एक जनरेटर में, शाफ्ट पर लागू यांत्रिक टोक़ स्थिर चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से आर्मेचर वाइंडिंग की गति को बनाए रखता है, जिससे वाइंडिंग में करंट उत्पन्न होता है। मोटर और जनरेटर दोनों मामलों में, कम्यूटेटर समय-समय पर घुमाव के माध्यम से वर्तमान प्रवाह की दिशा को उलट देता है ताकि मशीन के बाहरी सर्किट में वर्तमान प्रवाह केवल एक दिशा में जारी रहे।

सबसे सरल व्यावहारिक कम्यूटेटर
प्रैक्टिकल कम्यूटेटर में कम से कम तीन संपर्क खंड होते हैं, एक मृत स्थान को रोकने के लिए जहां दो ब्रश एक साथ केवल दो कम्यूटेटर सेगमेंट को पाटते हैं। ब्रश हमेशा आर्मेचर कॉइल के संपर्क में रहे यह सुनिश्चित करने के लिए इंसुलेटेड गैप से अधिक चौड़ा बनाया जाता है। कम से कम तीन सेगमेंट वाले कम्यूटेटर के लिए, हालांकि रोटर संभावित रूप से उस स्थिति में रुक सकता है जहां दो कम्यूटेटर सेगमेंट एक ब्रश को छूते हैं, यह केवल रोटर आर्म्स में से एक को डी-एनर्जेट करता है जबकि अन्य अभी भी सही ढंग से काम करेंगे। शेष रोटर भुजाओं के साथ, एक मोटर रोटर को स्पिन करना शुरू करने के लिए पर्याप्त टॉर्क उत्पन्न कर सकती है, और एक जनरेटर बाहरी सर्किट को उपयोगी शक्ति प्रदान कर सकता है।

अंगूठी/खंड निर्माण
एक कम्यूटेटर में तांबे के खंडों का एक सेट होता है, जो घूमने वाली मशीन या रोटर की परिधि के हिस्से के आसपास तय होता है, और मशीन के स्थिर फ्रेम के लिए तय स्प्रिंग-लोडेड ब्रश (इलेक्ट्रिक) का एक सेट होता है। दो या अधिक निश्चित ब्रश बाहरी सर्किट से जुड़ते हैं, या तो मोटर के लिए करंट का स्रोत या जनरेटर के लिए लोड।

मशीन की गति और वोल्टेज के आधार पर कॉइल (और कम्यूटेटर सेगमेंट) की संख्या के साथ कम्यूटेटर सेगमेंट आर्मेचर के कॉइल से जुड़े होते हैं। बड़ी मोटरों में सैकड़ों खंड हो सकते हैं। कम्यूटेटर का प्रत्येक कंडक्टिंग सेगमेंट आसन्न सेगमेंट से इंसुलेटेड है। मीका का उपयोग शुरुआती मशीनों में किया जाता था और अब भी बड़ी मशीनों पर इसका उपयोग किया जाता है। छोटी मशीनों को इन्सुलेट करने के लिए कई अन्य इन्सुलेट सामग्री का उपयोग किया जाता है; प्लास्टिक एक इन्सुलेटर के त्वरित निर्माण की अनुमति देता है, उदाहरण के लिए। खंडों को किनारों पर या प्रत्येक खंड के नीचे एक सामंजस्य आकार का उपयोग करके शाफ्ट पर रखा जाता है। प्रत्येक खंड की परिधि के चारों ओर इंसुलेटिंग वेजेज को दबाया जाता है ताकि कम्यूटेटर अपनी सामान्य ऑपरेटिंग रेंज में अपनी यांत्रिक स्थिरता बनाए रखे।

छोटे उपकरण और टूल मोटर्स में सेगमेंट आमतौर पर स्थायी रूप से क्रिम्प्ड होते हैं और इन्हें हटाया नहीं जा सकता है। जब मोटर विफल हो जाती है तो उसे हटा दिया जाता है और बदल दिया जाता है। बड़ी औद्योगिक मशीनों पर (कहते हैं, रेटिंग में कई किलोवाट से लेकर हजारों किलोवाट तक) यह अलग-अलग क्षतिग्रस्त खंडों को बदलने के लिए किफायती है, और इसलिए अंत-पच्चर को हटाया जा सकता है और अलग-अलग खंडों को हटाकर प्रतिस्थापित किया जा सकता है।

तांबे और अभ्रक  खंडों को बदलने को आमतौर पर रिफिलिंग के रूप में जाना जाता है। रिफिल करने योग्य  तफ़सील  कम्यूटेटर बड़े औद्योगिक प्रकार के कम्यूटेटर का सबसे आम निर्माण है, लेकिन फाइबरग्लास (ग्लास बैंडेड निर्माण) या जाली स्टील के छल्ले (बाहरी स्टील सिकुड़ने वाली अंगूठी प्रकार के निर्माण और आंतरिक स्टील सिकुड़ने वाली अंगूठी प्रकार के निर्माण) से बने बाहरी बैंड का उपयोग करके रीफिल करने योग्य कम्यूटेटर भी बनाए जा सकते हैं। ).

आमतौर पर छोटे डीसी मोटरों में पाए जाने वाले डिस्पोजेबल, ढाले प्रकार के कम्यूटेटर बड़े इलेक्ट्रिक मोटर्स में तेजी से आम होते जा रहे हैं। ढाले प्रकार के कम्यूटेटर मरम्मत योग्य नहीं होते हैं और क्षतिग्रस्त होने पर उन्हें बदला जाना चाहिए।

सीज़निंग कम्यूटेटर के आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले हीट, टॉर्क और टन भार विधियों के अलावा, कुछ उच्च प्रदर्शन वाले कम्यूटेटर अनुप्रयोगों के लिए अधिक महंगी, विशिष्ट स्पिन सीज़निंग प्रक्रिया या ओवर-स्पीड स्पिन-परीक्षण की आवश्यकता होती है ताकि व्यक्तिगत सेगमेंट की स्थिरता की गारंटी दी जा सके और समय से पहले पहनने से रोका जा सके। कार्बन ब्रश। ऐसी आवश्यकताएं कर्षण, सैन्य, एयरोस्पेस, परमाणु, खनन और उच्च गति अनुप्रयोगों के साथ आम हैं जहां क्लैम्पिंग विफलता और खंड या इन्सुलेशन फलाव से गंभीर नकारात्मक परिणाम हो सकते हैं।

सेगमेंट और ब्रश के बीच घर्षण अंततः दोनों सतहों को खराब कर देता है। कार्बन ब्रश, एक नरम सामग्री से बने होते हैं, तेजी से पहनते हैं और मशीन को अलग किए बिना आसानी से बदलने के लिए डिज़ाइन किए जा सकते हैं। पुराने तांबे के ब्रश ने कम्यूटेटर को अधिक घिस दिया, जिससे समय के साथ सतह की गहरी खांचे और खुजली हो गई।

छोटी मोटरों पर कम्यूटेटर (कहते हैं, एक किलोवाट से कम रेटिंग) को डिवाइस के जीवन भर मरम्मत के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है। बड़े औद्योगिक उपकरणों पर, कम्यूटेटर को अपघर्षक के साथ फिर से सामने लाया जा सकता है, या रोटर को फ्रेम से हटाया जा सकता है, एक बड़े धातु के खराद (धातु)  में लगाया जाता है, और कम्यूटेटर को एक छोटे व्यास में काटकर फिर से शुरू किया जाता है। सबसे बड़े उपकरण में सीधे कम्यूटेटर के ऊपर एक लेथ टर्निंग अटैचमेंट शामिल हो सकता है।



ब्रश निर्माण
आरंभिक मशीनें कम्यूटेटर की सतह से संपर्क करने के लिए तांबे के तार से बने ब्रशों का इस्तेमाल करती थीं। हालांकि, इन कठोर धातु ब्रशों में चिकनी कम्यूटेटर सेगमेंट को खरोंचने और नाली बनाने की प्रवृत्ति होती है, अंततः कम्यूटेटर के पुनरुत्थान की आवश्यकता होती है। जैसे ही तांबे के ब्रश घिस जाते हैं, धूल और ब्रश के टुकड़े कम्यूटेटर सेगमेंट के बीच जा सकते हैं, उन्हें छोटा कर सकते हैं और डिवाइस की दक्षता को कम कर सकते हैं। महीन तांबे के तार की जाली या जाली कम खंड पहनने के साथ बेहतर सतह संपर्क प्रदान करती है, लेकिन पट्टी या तार तांबे के ब्रश की तुलना में धुंध के ब्रश अधिक महंगे थे।

कम्यूटेटर के साथ आधुनिक घूर्णन मशीनें लगभग विशेष रूप से कार्बन ब्रश का उपयोग करती हैं, जिसमें चालकता में सुधार के लिए तांबे का पाउडर मिलाया जा सकता है। धात्विक तांबे के ब्रश खिलौनों या बहुत छोटी मोटरों में पाए जा सकते हैं, जैसे कि ऊपर दिखाया गया है, और कुछ मोटरें जो केवल रुक-रुक कर काम करती हैं, जैसे ऑटोमोटिव स्टार्टर मोटर्स।

मोटर्स और जनरेटर 'आर्मेचर रिएक्शन' के रूप में जानी जाने वाली एक घटना से पीड़ित हैं, जिनमें से एक प्रभाव उस स्थिति को बदलना है जिस पर वाइंडिंग के माध्यम से वर्तमान उत्क्रमण आदर्श रूप से होना चाहिए क्योंकि लोडिंग भिन्न होती है। शुरुआती मशीनों में ब्रश एक रिंग पर लगे होते थे जो एक हैंडल के साथ प्रदान किया जाता था। ऑपरेशन के दौरान, ब्रश पर स्पार्किंग को कम करने के लिए कम्यूटेशन को समायोजित करने के लिए ब्रश रिंग की स्थिति को समायोजित करना आवश्यक था। इस प्रक्रिया को 'ब्रश रॉकिंग' के रूप में जाना जाता था।

कम्यूटेशन को समायोजित करने और ब्रश पर स्पार्किंग को कम करने की प्रक्रिया को स्वचालित करने के लिए कई विकास हुए। इनमें से एक 'उच्च प्रतिरोध ब्रश', या तांबे के पाउडर और कार्बन के मिश्रण से बने ब्रश का विकास था। यद्यपि उच्च प्रतिरोध ब्रश के रूप में वर्णित किया गया है, ऐसे ब्रश का प्रतिरोध मिलिओम्स के क्रम का था, मशीन के आकार और कार्य पर निर्भर सटीक मूल्य। इसके अलावा, उच्च प्रतिरोध वाले ब्रश को ब्रश की तरह नहीं बल्कि कम्यूटेटर के आकार से मेल खाने के लिए घुमावदार चेहरे के साथ कार्बन ब्लॉक के रूप में बनाया गया था।

उच्च प्रतिरोध या कार्बन ब्रश को इतना बड़ा बनाया जाता है कि यह इंसुलेटिंग सेगमेंट की तुलना में काफी व्यापक होता है (और बड़ी मशीनों पर अक्सर दो इंसुलेटिंग सेगमेंट हो सकते हैं)। इसका नतीजा यह है कि जैसे ही कम्यूटेटर सेगमेंट ब्रश के नीचे से गुजरता है, उसमें से गुजरने वाला करंट शुद्ध तांबे के ब्रश के मामले की तुलना में अधिक सुचारू रूप से नीचे चला जाता है, जहां संपर्क अचानक टूट जाता है। इसी तरह ब्रश के संपर्क में आने वाले खंड में करंट का एक समान रैंप होता है। इस प्रकार, हालांकि ब्रश के माध्यम से गुजरने वाली धारा कम या ज्यादा स्थिर थी, दो कम्यूटेटर खंडों से गुजरने वाली तात्कालिक धारा ब्रश के संपर्क में सापेक्ष क्षेत्र के समानुपाती थी।

कार्बन ब्रश की शुरूआत के सुविधाजनक दुष्प्रभाव थे। कॉपर ब्रश की तुलना में कार्बन ब्रश अधिक समान रूप से पहनते हैं, और सॉफ्ट कार्बन कम्यूटेटर सेगमेंट को बहुत कम नुकसान पहुंचाता है। तांबे की तुलना में कार्बन के साथ स्पार्किंग कम होती है, और जैसे-जैसे कार्बन घिसता है, कार्बन के उच्च प्रतिरोध के परिणामस्वरूप कम्यूटेटर सेगमेंट पर धूल इकट्ठा होने से कम समस्याएं होती हैं।

किसी विशेष उद्देश्य के लिए तांबे से कार्बन के अनुपात को बदला जा सकता है। उच्च तांबे की सामग्री वाले ब्रश बहुत कम वोल्टेज और उच्च धारा के साथ बेहतर प्रदर्शन करते हैं, जबकि उच्च कार्बन सामग्री वाले ब्रश उच्च वोल्टेज और निम्न धारा के लिए बेहतर होते हैं। उच्च तांबे की सामग्री वाले ब्रश आमतौर पर संपर्क सतह के प्रति वर्ग इंच में 150 से 200 एम्पीयर ले जाते हैं, जबकि उच्च कार्बन सामग्री केवल 40 से 70 एम्पीयर प्रति वर्ग इंच तक होती है। कार्बन के उच्च प्रतिरोध के परिणामस्वरूप प्रति संपर्क 0.8 से 1.0 वोल्ट या कम्यूटेटर में 1.6 से 2.0 वोल्ट की अधिक वोल्टेज ड्रॉप होती है।

ब्रश धारक
कम्यूटेटर के साथ निरंतर संपर्क बनाए रखने के लिए आमतौर पर ब्रश के साथ स्प्रिंग का उपयोग किया जाता है। जैसे ही ब्रश और कम्यूटेटर घिसते हैं, स्प्रिंग धीरे-धीरे ब्रश को कम्यूटेटर की ओर नीचे की ओर धकेलता है। आखिरकार ब्रश इतना छोटा और पतला हो जाता है कि स्थिर संपर्क संभव नहीं रह जाता है या यह अब ब्रश धारक में सुरक्षित रूप से नहीं रखा जाता है, और इसलिए ब्रश को बदलना होगा।

एक लचीली पावर केबल को सीधे ब्रश से जोड़ा जाना आम बात है, क्योंकि सपोर्ट स्प्रिंग के माध्यम से बहने वाली धारा गर्म हो सकती है, जिससे धातु का तापमान कम हो सकता है और स्प्रिंग का तनाव कम हो सकता है।

जब एक कम्यूटेटेड मोटर या जनरेटर एक ब्रश की तुलना में अधिक शक्ति का उपयोग करने में सक्षम होता है, तो बहुत बड़े कम्यूटेटर की सतह पर समानांतर में कई ब्रश धारकों की एक असेंबली लगाई जाती है। यह समांतर धारक सभी ब्रशों में समान रूप से वर्तमान वितरित करता है, और एक सावधान ऑपरेटर को खराब ब्रश को हटाने और इसे एक नए से बदलने की अनुमति देता है, भले ही मशीन पूरी तरह से संचालित और लोड के तहत स्पिन जारी रखे।

हाई पावर, हाई करंट कम्यूटेटेड इक्विपमेंट अब असामान्य है, अल्टरनेटिंग करंट जेनरेटर के कम जटिल डिजाइन के कारण, जो लो करंट, हाई वोल्टेज स्पिनिंग फील्ड कॉइल को हाई करंट फिक्स्ड-पोजिशन स्टेटर कॉइल को सक्रिय करने की अनुमति देता है। यह आवर्तित्र  डिज़ाइन में बहुत छोटे एकवचन ब्रश के उपयोग की अनुमति देता है। इस उदाहरण में, घूमने वाले संपर्क निरंतर रिंग होते हैं, जिन्हें  पर्ची अंगूठी  कहा जाता है और कोई स्विचिंग नहीं होती है।

कार्बन ब्रश का उपयोग करने वाले आधुनिक उपकरणों में आमतौर पर एक रखरखाव-मुक्त डिज़ाइन होता है जिसके लिए डिवाइस के पूरे जीवन में समायोजन की आवश्यकता नहीं होती है, एक निश्चित स्थिति ब्रश धारक स्लॉट और एक संयुक्त ब्रश-स्प्रिंग-केबल असेंबली जो स्लॉट में फिट होती है। घिसे हुए ब्रश को बाहर निकाला जाता है और नया ब्रश डाला जाता है।

ब्रश संपर्क कोण


विभिन्न ब्रश प्रकार कम्यूटेटर के साथ अलग-अलग तरीकों से संपर्क करते हैं। क्योंकि कॉपर ब्रश में कम्यूटेटर सेगमेंट के समान कठोरता होती है, इसलिए रोटर को कॉपर ब्रश के सिरों के खिलाफ पीछे की ओर नहीं चलाया जा सकता है, क्योंकि कॉपर सेगमेंट में खुदाई करता है और गंभीर नुकसान पहुंचाता है। नतीजतन, स्ट्रिप/लेमिनेट कॉपर ब्रश केवल कम्यूटेटर के साथ स्पर्शरेखा संपर्क बनाते हैं, जबकि कॉपर मेश और वायर ब्रश कम्यूटेटर के खंडों में अपने किनारे को छूने वाले एक झुकाव वाले संपर्क कोण का उपयोग करते हैं जो केवल एक दिशा में घूम सकता है।

कार्बन ब्रशों की कोमलता खंडों को नुकसान पहुंचाए बिना कम्यूटेटर के साथ सीधे रेडियल एंड-संपर्क की अनुमति देती है, रोटर दिशा के आसान उत्क्रमण की अनुमति देती है, विपरीत दिशा में ऑपरेशन के लिए ब्रश धारकों को पुन: पेश करने की आवश्यकता के बिना। हालांकि कभी उलटा नहीं हुआ, सामान्य उपकरण मोटर्स जो घाव रोटार, कम्यूटेटर और ब्रश का उपयोग करते हैं, में रेडियल-संपर्क ब्रश होते हैं। प्रतिक्रिया-प्रकार के कार्बन ब्रश होल्डर के मामले में, कार्बन ब्रश को कम्यूटेटर के साथ उल्टा झुकाया जा सकता है ताकि कम्यूटेटर दृढ़ संपर्क के लिए कार्बन के खिलाफ धक्का दे सके।

कम्यूटिंग प्लेन
संपर्क बिंदु जहां एक ब्रश कम्यूटेटर को छूता है उसे कम्यूटिंग प्लेन कहा जाता है। कम्यूटेटर से या उसके लिए पर्याप्त करंट का संचालन करने के लिए, ब्रश संपर्क क्षेत्र एक पतली रेखा नहीं है, बल्कि खंडों में एक आयताकार पैच है। आम तौर पर ब्रश 2.5 कम्यूटेटर सेगमेंट फैलाने के लिए पर्याप्त चौड़ा होता है। इसका मतलब यह है कि दो आसन्न खंड ब्रश द्वारा विद्युत रूप से जुड़े होते हैं जब यह दोनों से संपर्क करता है।

स्टेटर फील्ड विरूपण के लिए ब्रश का रोटेशन
मोटर और जनरेटर डिजाइन के लिए अधिकांश परिचय एक साधारण दो-ध्रुव उपकरण के साथ शुरू होता है जिसमें ब्रश क्षेत्र से 90 डिग्री के कोण पर व्यवस्थित होते हैं। यह आदर्श यह समझने के लिए एक प्रारंभिक बिंदु के रूप में उपयोगी है कि क्षेत्र कैसे परस्पर क्रिया करते हैं लेकिन यह नहीं है कि वास्तविक अभ्यास में मोटर या जनरेटर कैसे कार्य करता है।

एक वास्तविक मोटर या जनरेटर में, रोटर के चारों ओर का क्षेत्र कभी भी पूरी तरह से एक समान नहीं होता है। इसके बजाय, रोटर का घूर्णन क्षेत्र प्रभाव उत्पन्न करता है जो बाहरी गैर-घूर्णन स्टेटर की चुंबकीय रेखाओं को खींचता और विकृत करता है।

रोटर जितनी तेजी से घूमता है, क्षेत्र विरूपण की यह डिग्री उतनी ही अधिक होती है। क्योंकि एक मोटर या जनरेटर रोटर क्षेत्र के साथ स्टेटर क्षेत्र के समकोण पर सबसे अधिक कुशलता से संचालित होता है, रोटर के क्षेत्र को सही स्थिति में रखने के लिए ब्रश की स्थिति को या तो मंद करना या आगे बढ़ाना आवश्यक है ताकि विकृत क्षेत्र के समकोण पर हो।.

स्पिन की दिशा उलट जाने पर ये क्षेत्र प्रभाव उलट जाते हैं। इसलिए एक कुशल प्रतिवर्ती कम्यूटेटेड डायनेमो बनाना मुश्किल है, क्योंकि उच्चतम क्षेत्र की ताकत के लिए ब्रश को सामान्य तटस्थ तल के विपरीत दिशा में ले जाना आवश्यक है। इन प्रभावों को आर्मेचर करंट वहन करने वाले फील्ड पोल के सामने एक मुआवजा घुमावदार  द्वारा कम किया जा सकता है।

प्रभाव को आंतरिक दहन इंजन में समय अग्रिम के अनुरूप माना जा सकता है। आम तौर पर एक डायनेमो जिसे एक निश्चित निश्चित गति से चलाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, उसके ब्रश उस गति पर उच्चतम दक्षता के लिए क्षेत्र को संरेखित करने के लिए स्थायी रूप से तय किए जाएंगे।

सेल्फ-इंडक्शन के लिए और मुआवजा
स्व-प्रेरण - तार के प्रत्येक कुंडल में चुंबकीय क्षेत्र एक चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए एक साथ जुड़ते हैं और यौगिक होते हैं जो वर्तमान में परिवर्तन का विरोध करते हैं, जिसे वर्तमान में जड़ता के साथ तुलना की जा सकती है।

रोटर के कॉइल में, ब्रश के पहुंचने के बाद भी, धाराएं एक संक्षिप्त क्षण के लिए प्रवाहित होती रहती हैं, जिसके परिणामस्वरूप कई कम्यूटेटर सेगमेंट में फैले ब्रश और वर्तमान शॉर्ट-सर्किट के कारण गर्मी के रूप में बर्बाद ऊर्जा होती है। खंड।

नकली प्रतिरोध आर्मेचर वाइंडिंग में प्रतिरोध में एक स्पष्ट वृद्धि है, जो आर्मेचर की गति के समानुपाती होता है, और वर्तमान के पिछड़ने के कारण होता है।

इस शॉर्ट-सर्किटिंग के कारण ब्रश पर स्पार्किंग को कम करने के लिए, ब्रश को कुछ डिग्री आगे उन्नत किया जाता है, क्षेत्र विकृतियों के लिए अग्रिम से परे। यह रोटर वाइंडिंग को कम्यूटेशन से गुजरते हुए स्टेटर क्षेत्र में थोड़ा आगे ले जाता है जिसमें विपरीत दिशा में चुंबकीय रेखाएँ होती हैं और जो स्टेटर में क्षेत्र का विरोध करती हैं। यह विरोधी क्षेत्र स्टेटर में लैगिंग सेल्फ-इंडक्शन करंट को उलटने में मदद करता है।

तो यहां तक ​​​​कि एक रोटर के लिए जो आराम पर है और शुरुआत में स्पिनिंग क्षेत्र विकृतियों के लिए मुआवजे की आवश्यकता नहीं है, ब्रश को अभी भी 90 डिग्री के कोण से परे उन्नत किया जाना चाहिए जैसा कि कई शुरुआती पाठ्यपुस्तकों में सिखाया गया है, स्व-प्रेरण की क्षतिपूर्ति के लिए।

फ़ील्ड विकृतियों को ठीक करने के लिए इंटरपोल का उपयोग
कम्यूटेटर के साथ आधुनिक मोटर और जनरेटर डिवाइस इंटरपोल के उपयोग के माध्यम से आर्मेचर रिएक्शन का मुकाबला करने में सक्षम हैं, जो छोटे फील्ड कॉइल और पोल के टुकड़े हैं जो स्टेटर के प्राथमिक ध्रुवों के बीच लगभग आधे रास्ते में स्थित हैं।

लोड, RPM, या डिवाइस के रोटेशन की दिशा में परिवर्तन के रूप में इंटरपोल में एक गतिशील भिन्न क्षेत्र को लागू करके, आर्मेचर प्रतिक्रिया से क्षेत्र की विकृतियों को संतुलित करना संभव है ताकि ब्रश की स्थिति स्थिर रह सके और खंडों में स्पार्किंग कम से कम हो.

सीमाएं और विकल्प
हालांकि डायरेक्ट करंट मोटर्स और डायनेमो एक बार उद्योग पर हावी थे, कम्यूटेटर के नुकसान ने पिछली सदी में कम्यूटेटेड मशीनों के उपयोग में गिरावट का कारण बना। ये नुकसान हैं:
 * ब्रश और कम्यूटेटर के बीच फिसलने वाला घर्षण बिजली की खपत करता है, जो कम बिजली की मशीन में महत्वपूर्ण हो सकता है।
 * घर्षण के कारण, ब्रश और कॉपर कम्यूटेटर सेगमेंट घिस जाते हैं, जिससे धूल पैदा होती है। बिजली उपकरण और उपकरणों जैसे छोटे उपभोक्ता उत्पादों में ब्रश उत्पाद के रूप में लंबे समय तक चल सकते हैं, लेकिन बड़ी मशीनों को ब्रश के नियमित प्रतिस्थापन और कम्यूटेटर के कभी-कभी पुनरुत्थान की आवश्यकता होती है। इसलिए कम्यूटेटेड मशीनों का उपयोग कम कण या सीलबंद अनुप्रयोगों में या उन उपकरणों में नहीं किया जाता है जो रखरखाव के बिना लंबे समय तक काम करते हैं।
 * ब्रश और कम्यूटेटर के बीच स्लाइडिंग संपर्क का विद्युत प्रतिरोध ब्रश ड्रॉप नामक वोल्टेज ड्रॉप का कारण बनता है। यह कई वोल्ट का हो सकता है, इसलिए यह लो वोल्टेज, हाई करंट मशीनों में बड़े बिजली नुकसान का कारण बन सकता है। अल्टरनेटिंग करंट मोटर्स, जो कम्यूटेटर का उपयोग नहीं करते हैं, अधिक कुशल हैं।
 * अधिकतम वर्तमान घनत्व और वोल्टेज की एक सीमा होती है जिसे कम्यूटेटर के साथ स्विच किया जा सकता है। बहुत बड़ी प्रत्यक्ष धारा वाली मशीनें, जैसे कई मेगावाट रेटिंग से अधिक, कम्यूटेटर के साथ नहीं बनाई जा सकतीं। सबसे बड़ी मोटरें और जनरेटर सभी प्रत्यावर्ती-धारा मशीनें हैं।
 * कम्यूटेटर की स्विचिंग क्रिया संपर्कों पर विद्युत चाप का कारण बनती है, विस्फोटक वातावरण में आग का खतरा पैदा करती है, और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप पैदा करती है।

प्रत्यावर्ती धारा की व्यापक उपलब्धता के साथ, डीसी मोटर्स को अधिक कुशल एसी तुल्यकालिक मोटर  या  इंडक्शन मोटर ्स द्वारा बदल दिया गया है। हाल के वर्षों में, बिजली अर्धचालकों की व्यापक उपलब्धता के साथ, कई शेष अनुप्रयोगों में कम्यूटेटेड डीसी मोटर्स को ब्रशलेस डीसी  इलेक्ट्रिक आर्क  से बदल दिया गया है। इनमें कम्यूटेटर नहीं है; इसके बजाय करंट की दिशा को इलेक्ट्रॉनिक रूप से स्विच किया जाता है। एक सेंसर रोटर की स्थिति का ट्रैक रखता है और सेमीकंडक्टर स्विच जैसे  ट्रांजिस्टर  करंट को उलट देता है। इन मशीनों का परिचालन जीवन बहुत लंबा है, मुख्य रूप से असर पहनने से सीमित है।

प्रतिकर्षण प्रेरण मोटर्स
उच्च-धारिता (गैर-ध्रुवीय, अपेक्षाकृत उच्च-वर्तमान इलेक्ट्रोलाइटिक) शुरू करने वाले कैपेसिटर के व्यावहारिक होने से पहले, ये सिंगल-फेज एसी-ओनली मोटर्स हैं, जो स्प्लिट-फेज स्टार्टिंग वाइंडिंग के साथ उच्च स्टार्टिंग टॉर्क के साथ प्राप्त की जा सकती हैं। उनके पास एक पारंपरिक घाव स्टेटर है जैसा कि किसी भी प्रेरण मोटर के साथ होता है, लेकिन तार-घाव रोटर एक पारंपरिक कम्यूटेटर के समान होता है। एक दूसरे के विपरीत ब्रश एक दूसरे से जुड़े होते हैं (बाहरी सर्किट से नहीं), और ट्रांसफार्मर की क्रिया रोटर में धाराओं को प्रेरित करती है जो प्रतिकर्षण द्वारा टॉर्क विकसित करती है।

एक किस्म, एक समायोज्य गति के लिए उल्लेखनीय है, संपर्क में ब्रश के साथ लगातार चलती है, जबकि दूसरी केवल उच्च शुरुआती टोक़ के लिए प्रतिकर्षण का उपयोग करती है और कुछ मामलों में ब्रश को तब उठाती है जब मोटर पर्याप्त तेजी से चल रही हो। बाद के मामले में, मोटर चलने की गति प्राप्त करने से पहले, सभी कम्यूटेटर सेगमेंट एक साथ जुड़े हुए हैं।

एक बार गति पर, रोटर वाइंडिंग कार्यात्मक रूप से पारंपरिक प्रेरण मोटर की गिलहरी-पिंजरे संरचना के बराबर हो जाती है, और मोटर इस तरह चलती है।

प्रयोगशाला कम्यूटेटर
भौतिकी प्रयोगशालाओं में विद्युत प्रयोगों के लिए कम्यूटेटर का उपयोग सरल फॉरवर्ड-ऑफ-रिवर्स स्विच के रूप में किया जाता था। दो प्रसिद्ध ऐतिहासिक प्रकार हैं:

रुहमकोर्फ कम्यूटेटर
यह मोटर और डायनेमो में उपयोग किए जाने वाले कम्यूटेटर के डिजाइन के समान है। यह आमतौर पर पीतल  और  हाथी दांत  (बाद में  आबनिट ) से बना था।

पोहल कम्यूटेटर
इसमें चार कुओं के साथ लकड़ी या इबोनाइट का एक ब्लॉक शामिल था, जिसमें पारा (तत्व)  था, जो तांबे के तारों से जुड़े हुए थे। आउटपुट घुमावदार तांबे के तारों की एक जोड़ी से लिया गया था, जिसे पारा कुओं के एक या दूसरे जोड़े में डुबाने के लिए ले जाया गया था। पारा के बजाय आयनिक तरल पदार्थ या गैलिंस्टन का इस्तेमाल किया जा सकता है।

यह भी देखें

 * आर्मेचर (इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग)
 * फ्लोर पिक-अप सिस्टम (FPU)
 * पर्ची अंगूठी
 * उलटा स्विच
 * घूमने वाला बटन
 * रोटरी ट्रांसफार्मर
 * पारा कुंडा कम्यूटेटर
 * Brushless मोटर

पेटेंट

 * एलीहु थॉमसन -  - डायनेमो इलेक्ट्रिक मशीनों के लिए कम्यूटेटर - 1881 जून 7।
 * हेनरी जैकब्स - - मैग्नेटो इलेक्ट्रिक मशीनों के लिए कम्यूटेटर - 1881 सितंबर 6।
 * स्पष्टवादी। बी राय और क्लेरेंस। एल हीली - - डायनेमो या मैग्नेटो इलेक्ट्रिक मशीनों के लिए कम्यूटेटर - 1884 फरवरी 26।
 * निकोला टेस्ला -  - डायनेमो इलेक्ट्रिक मशीनों के लिए कम्यूटेटर - 1886 जनवरी 26।
 * थॉमस ई. एडम्स - - डायनेमो-इलेक्ट्रिक मशीनों के लिए कम्यूटेटर - 1886 अप्रैल 27।
 * निकोला टेस्ला - - डायनेमो इलेक्ट्रिक मशीनों के लिए कम्यूटेटर - 1888 मई 15।

बाहरी कड़ियाँ

 * "Commutator and Brushes on DC Motor". HyperPhysics, Physics and Astronomy, Georgia State University.
 * "PM Brushless Servo Motor Feedback Commutation Series – Part 1 Commutation Alignment – Why It Is Important." Mitchell Electronics.
 * "PM Brushless Servo Motor Feedback Commutation Series – Part 2 Commutation Alignment – How It Is Accomplished." Mitchell Electronics.