is het omkeren van de stroomrichting in een stroomketen. Dit geschiedt o.a. in een winding van een anker van een gelijkstroomdynamo of gelijkstroommotor, waarin door electromagnetische inductie een electromotorische kracht, en bij sluiting van de buitenketen een stroom wordt voortgebracht (z gelijkstroomdynamo).
Door een collector of commutator op de anker-as aan te brengen, kan men op het juiste ogenblik het contact van een ankerwinding met de buitenketen maken en weer verbreken. Dit geschiedt wanneer de collectorlamel, die met die winding is verbonden, juist langs een borstel passeert. Na het verbreken is dan de stroom in die ankerwinding van teken omgekeerd, zgn. „gecommuteerd”. Op zichzelf is dit dus een vrij eenvoudige zaak, maar nu krijgt men bij die commutatie moeilijkheden, zo zelfs, dat een halve eeuw geleden nog het veelvuldig vonken en onklaar raken van collectoren de oorzaak was, dat men vrij veel onderhoud aan electrische machines had, omdat men toen bijna uitsluitend gelijkstroommachines met collectoren toepaste. De collector geeft bij wissel- en draaistroomcollectormotoren nog veel groter moeilijkheden. Wanneer men draaistroom gebruikt, kan men met eenvoudige motoren zonder collector werken. Dit is een van de redenen, waarom de draaistroom de gelijkstroom heeft verdrongen in de electriciteitsvoorziening.
De hierboven bedoelde moeilijkheden ontstaan, doordat het omkeren van de stroom in een ankerwinding zelf weer inductief werkt: er treedt een electromotorische kracht van zelfinductie door die snelle stroomwisseling in de ankerspoel op, die vrij groot kan zijn (een paar volt) en is door de borstel en een paar naast elkaar liggende lamellen v en V telkens de winding, waarin de stroomomkering plaats heeft, in zichzelf gesloten (stroomketen ->). Heeft de dynamo of motor bijv. 200 collectorlamellen, en is de snelheid 600 omwentelingen per minuut, heeft de collector een middellijn van 223 mm en is de breedte van een borstel en van een collectorlamel resp. 12 en 4 mm, dan heeft de stroomomkering in één duizendste seconde plaats, zodat de fluxverandering per seconde door het vlak van de ankerwinding groot is, en dus ook de e.m.k. van zelfinductie, en de stroom, die daardoor ontstaat, en ankerwikkeling en collector en borstels onnodig verhit. Maar vooral is het feit, dat die stroom juist op het moment, dat de lamel de borstel verlaat, wel ongeveer zijn maximum waarde heeft, van belang, want nu wordt die grote stroom ineens verbroken. Dit geeft een vonk, die hinderlijk en zeer schadelijk kan zijn.
En dit verschijnsel herhaalt zich elke duizendste seconde zoals we gezien hebben; de collector wordt dus overmatig verhit, er zet zich koolstof van de borstels op af, en de collector raakt ten slottte geheel defect.
Slechts indien die zelfinductiestroom laag blijft, zullen borstels en collector intact blijven. Door hulppolen aan te brengen tussen de hoofdpolen van de machine is dit te bereiken. Men laat die hulppolen een flux geven, die door het vlak van de kortgesloten winding gaat, en die een juist gelijke en tegengestelde e.m.k. geeft als die van de zelfinductie bij de stroomomkering.
Bij verandering van de ankerstroom (belasting van de dynamo of motor) is de e.m.k. van zelfinductie ook veranderlijk, zodat ook het hulppoolveld met die ankerstroom moet veranderen, wil men bij elke belasting de juist nodige tegen-e.m.k. induceren. Dat doet men door als bekrachtigingswikkeling van de hulppolen spoelen te nemen, die eveneens door de ankerstroom van die dynamo of motor worden doorlopen.
Bij wissel- (en draai-) stroomcollectormotoren komt er, wat de commutatie betreft, nog een moeilijkheid bij: het hoofdveld is daar, omdat de bekrachtiging daarvan uit een wisselstroomnet wordt gehaald, wisselend, zodat in elke ankerwinding steeds een e.m.k. wordt geïnduceerd — ongeacht of de motor draait of stil staat — welke e.m.k. evenredig is met de grootte van dat veld en met de snelheid, waarmede het veld wisselt, dus met de frequentie van de wisselstroom in het net.
Voor de van borstel tot borstel achter elkaar geschakelde windingen is deze inductie van geen invloed, omdat op elk ogenblik de som van al deze geïnduceerde e.m.k. nul is (evenveel in de ene richting geïnduceerde spanningen als in de omgekeerde richting). Maar in de door de borstels kortgesloten windingen, waar doorheen juist de volle flux van de machine gaat, is de e.m.k. per winding vrij groot, en dus ook de kortsluitstroom, die dientengevolge in die winding rondloopt. Daar dit weer abnormale verwarming en vonken geeft, is dit een lastig verschijnsel, dat niet gemakkelijk en volledig kan worden opgeheven. Daarom zijn die motoren bij verschillende belastingen en snelheden nogal gevoelig wat hun collector betreft, en dit is de reden, dat ze in hun toepassing bij de gelijkstroommotoren, ook al hebben deze natuurlijk eveneens een collector, ten achter staan.
PROF. IR E. J. E.
THIERENS.
