Charles Proteus Steinmetts første job efter ankomsten til Amerika var at undersøge problemer, der opstod i designet af vekselstrømsversionen af den børstede kommutatormotor. Situationen var så dårlig, at motorer ikke kunne designes forud for den faktiske konstruktion.

succes eller fiasko af et motordesign vides ikke, før det faktisk er bygget og testet. Han formulerede lovene om magnetisk hysterese for at finde en løsning. Hysterese er en bagud af magnetfeltstyrken sammenlignet med magnetiseringskraften. Dette giver et tab, der ikke er til stede i DC magnetics.

lav Hysterese legeringer og bryde legeringen i tynde isolerede lamineringer gjorde det muligt præcist at designe AC kommutatormotorer før bygningen.

AC-kommutatormotorer har ligesom sammenlignelige DC-motorer højere startmoment og højere hastighed end AC-induktionsmotorer.

seriemotoren fungerer godt over den synkrone hastighed for en konventionel vekselstrømsmotor. AC-kommutatormotorer kan enten være enfasede eller polyfasede. Den enfasede AC-version lider af en dobbeltlinjefrekvensmomentpulsering, der ikke er til stede i polyfasemotoren.

da en kommutatormotor kan fungere med en meget højere hastighed end en induktionsmotor, kan den udsende mere strøm end en lignende induktionsmotor. Kommutatormotorer er dog ikke så vedligeholdelsesfrie som induktionsmotorer på grund af børste-og kommutatorslitage.

Enfaseseriemotor

Hvis en DC-seriemotor udstyret med et lamineret felt er forbundet til AC, vil den tilbagestående reaktans af feltspolen reducere feltstrømmen betydeligt. Mens en sådan motor vil rotere, er operationen marginal.

under start ser ankerviklinger, der er forbundet med kommutatorsegmenter, der er kortsluttet af børsterne, ud som kortsluttede transformatoromdrejninger til marken. Dette resulterer i betydelig lysbue og gnistning ved børsterne, når ankeret begynder at dreje.

dette er mindre af et problem, da hastigheden øges, hvilket deler lysbue og gnistning mellem kommutatorsegmenter de tilbagestående reaktans-og lysbørster er kun tolerable i meget små ukompenserede serie vekselstrømsmotorer, der drives med høj hastighed. Serie vekselstrømsmotorer, der er mindre end håndboremaskiner og køkkenblandere, kan være ukompenserede. (Figur nedenfor)

ukompenseret serie AC-motor

kompenseret Seriemotor

lysbuen og gnistningen mindskes ved at placere en kompenserende vikling statoren i serie med ankeret placeret således, at dens magnetomotive kraft (mmf) annullerer ankeret ac mmf.

et mindre motorluftgab og færre feltdrejninger reducerer tilbagestående reaktans i serie med ankeret, der forbedrer effektfaktoren. Alle undtagen meget små VEKSELSTRØMSKOMMUTATORMOTORER anvender kompenserende viklinger. Motorer så store som dem, der anvendes i en køkkenblander eller større, bruger kompenserede statorviklinger.

kompenseret serie AC motor

Universal Motor

det er muligt at designe små (under 300 vand) universelle motorer, der kører fra enten DC eller AC. Meget små universalmotorer kan være ukompenserede. Større universalmotorer med højere hastighed bruger en kompenserende vikling.

en motor vil køre langsommere på AC end DC på grund af reaktansen stødt med AC. Imidlertid mætter toppe af sinusbølgerne den magnetiske sti, der reducerer den samlede strømning under DC-værdien, hvilket øger hastigheden på “serie” – motoren.

udligningseffekterne resulterer således i en næsten konstant hastighed fra DC til 60 HS. De små linjedrevne apparater, såsom øvelser, Støvsugere og blandere, der kræver 3000 til 10.000 omdr. / min., bruger universalmotorer.

selvom udviklingen af solid state ensrettere og billige permanente magneter gør DC permanent magnet motor et levedygtigt alternativ.

Frastødningsmotor

en frastødningsmotor består af et felt, der er direkte forbundet til VEKSELSTRØMSLEDNINGSSPÆNDINGEN, og et par kortsluttede børster forskudt med 15 liter til 25 liter fra feltaksen. Feltet inducerer en strømstrøm ind i den kortsluttede anker, hvis magnetfelt modsætter sig feltspolerne.

hastigheden kan styres ved at dreje børsterne i forhold til feltaksen. Denne motor har overlegen kommutation under synkron hastighed, ringere kommutation over synkron hastighed. Den lave startstrøm producerer højt startmoment.

frastødning AC motor

frastødning start induktionsmotor

når en induktionsmotor driver en hård startbelastning som en kompressor, kan det høje startmoment for frastødningsmotoren tages i brug. Induktionsmotorens rotorviklinger bringes ud til kommutatorsegmenter for at starte med et par kortsluttede børster.

ved næsten kørehastighed shorts en centrifugalafbryder alle kommutatorsegmenter ud, hvilket giver effekten af en egernburrotor. Børsterne kan også løftes for at forlænge børstens levetid. Startmoment er 300% til 600% af den fulde hastighedsværdi sammenlignet med under 200% for en ren induktionsmotor.

Resume: AC-kommutatormotorer

• enfaseseriemotoren er et forsøg på at bygge en motor som en DC-kommutatormotor. Den resulterende motor er kun praktisk i de mindste størrelser.
• tilsætningen af en kompenserende vikling giver den kompenserede seriemotor, der overvinder overdreven kommutatorgnistning. De fleste AC-kommutatormotorer er denne type. Ved høj hastighed giver denne motor mere strøm end en induktionsmotor i samme størrelse, men er ikke vedligeholdelsesfri.
• det er muligt at producere små apparatmotorer drevet af enten AC eller DC. Dette er kendt som en universel motor.
• AC-linjen er direkte forbundet til statoren på en frastødningsmotor med kommutatoren kortsluttet af børsterne.
• udtrækkelige kortsluttede børster kan starte en viklet rotor induktionsmotor. Dette er kendt som en frastødning start induktionsmotor.