Funcionamiento del conmutador (delgas y carbones)

Funcionamiento del conmutador (delgas y carbones)
Imaginemos que la periferia del rotor, junto al embobinado,
están arrollados en una superficie similar a una hoja de
papel con la forma de un cilindro.
Según el dibujo, la cara roja pudiera ser por donde entran
las líneas de flujo del campo y la cara azul es por donde
saldrían; las líneas azules y rojas sobre la superficie
representan los alambres de las bobinas enrolladas en el
rotor. De este modo y según la regla de la mano derecha, el
tambor giraría en sentido horario (según el dibujo).
Considerando el arreglo descrito, al abrir esa “hoja de papel” tendríamos un esquema con los arrollados
de las bobinas, de tal forma que se verían como se muestra en la siguiente figura:
El punto A aparece dos veces en el diagrama pero en realidad sigue siemdo uno solo, ya que al abrir la
hoja la línea por donde se separa está indicada con la letra A. Ocurriría lo mismo si abriéramos la hoja
por la línea de la letra B, en el punto opuesto diametralmente.
Las flechas rojas y azules indican el sentido del flujo de las corrientes en una bobina que no termina,
sino que continua en el otro lado de la línea A. Los polos de conmutación fijos (llamados carbones) se
muestran abajo con su polaridad y las delgas son los puntos de contacto conectados a cada vuelta de
las bobinas del rotor. También se indica el sentido de movimiento relativo entre la periferia del rotor y los
polos de conmutación fijos, a su paso por las delgas.
De acuerdo con el torque resultante, el sentido de giro produce un movimiento relativo como el que se
indica (esto no es tan importante, por ahora). Lo importante es verificar que ambas zonas, roja y azul,
tienen un torque resultante que apunta en el mismo sentido, si no fuera así el rotor no arrancaría porque
los dos torques se anularían entre sí. Aparentemente la “hoja” entonces se mueve hacia un lado
mientras que los polos se mueven en el sentido opuesto. Recuerda que la “hoja” representa la
superficie (periferia) del rotor (girando) mientras que los polos están fijos en el estator y son el lugar de
contacto por donde la fuente alimenta los arrollados del rotor.
Hay dos puntos amarillos que indican las delgas que están en contacto con los polos en el momento
inicial, que serán utilizados para resaltar su posición relativa en el dibujo siguiente:
Tenemos ahora unos polos que se desplazaron hacia la derecha, una vez que el rotor gira y las delgas
avanzan, desocupando el lugar que se indica con los puntos amarillos y los polos en color disminuido.
Ahora, si comparamos el sentido de las corrientes en el lugar donde estaban los polos (en los puntos
amarillos), podremos notar que el sentido de la corriente en una de las ramas se invirtió. Esto ocurre
tanto en la que estaba en el polo positivo como en la que estaba en el polo negativo, y se resaltan con
el recuadro amarillo. También el sentido de la corriente en las ramas cambia (compara con el dibujo de
la posición anterior), así como la línea que divide el azul del rojo (también se corre). Esta simple
“inversión” es la que produce el engaño que logra mantener a las bobinas en permanente desequilibrio
cambiando una rama a la vez (su ángulo con respecto al campo) y que logra que haya siempre un
torque sobre el rotor. Ya se comentó antes cuál es el límite de la existencia de este torque y por qué la
velocidad se estabiliza.
Este cambio se sigue realizando permanentemente mientras el rotor gire, con la conmutación
secuencial de las delgas y la rectificación mecánica de la tensión inducida en cada espira.