直流電機(jī)的換向

　　直流電機(jī)的換向當(dāng)電樞元件隨著電樞的旋轉(zhuǎn)，依次從一條支路轉(zhuǎn)移到另一支路時(shí)，各元件中的電流也就從一種流動(dòng)方向改變?yōu)榱硪环N流動(dòng)方向。

　　直流電機(jī)的換向過(guò)程

　　電刷是支路的分界線；我們研究電刷與1、2片換向片分別和同時(shí)接觸時(shí)的情況。

　　換向剛開始時(shí)，元件仍屬于右邊支路，其電流為+ia（右→左）；

　　處于換向過(guò)程中時(shí)，元件被電刷短路，電流大小和方向處于變化的過(guò)程中；

　　換向結(jié)束時(shí)，元件進(jìn)入左邊支路，其電流已經(jīng)由+ia變?yōu)?ia（左→右）。

　　一個(gè)元件的電流換向過(guò)程所需的時(shí)間就稱為換向周期Th，即一個(gè)換向片通過(guò)電刷所用的時(shí)間。換向元件的電流從+ia變到-ia所用的時(shí)間即為一個(gè)換向周期。Th=0.5～2ms

　　換向問(wèn)題十分復(fù)雜，換向不良會(huì)在電刷與換向片之間產(chǎn)生火花。當(dāng)火花大到一定程度時(shí)可能損壞換向器表面，從而使電機(jī)不能正常工作。

　　產(chǎn)生火花的原因除電磁原因外，還有電化學(xué)、工藝、電熱等因素，至今尚無(wú)很成熟的理論。

　　直流電機(jī)換向元件中的電勢(shì)

　　1、電抗電勢(shì)ex

　　一般，換向周期非常短暫，電流的變化會(huì)在繞組元件中產(chǎn)生自感和互感電勢(shì)，兩者的合成電勢(shì)稱為電抗電勢(shì)，用ex表示。

　　根據(jù)楞次定理，電抗電勢(shì)的性質(zhì)總是阻礙線圈中電流的變化，亦即ex的方向企圖與換向前的電流方向相同。或者說(shuō)電抗電勢(shì)是阻礙換向的。

　　電抗電勢(shì)大小反比于換向周期。

　　2、電樞反應(yīng)電勢(shì)ea

　　換向元件切割電樞反應(yīng)磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生了電樞反應(yīng)電勢(shì)。其方向與ex相同，即其性質(zhì)也是阻礙換向的。其大小為：Ea=2WyBalva3．換向極電勢(shì)eK

　　換向極電勢(shì)是由于換向元件切割換向磁極感應(yīng)的電勢(shì)，換向磁極是為改善換向而設(shè)置的。其方向企圖與換向后的電流方向相同，或者說(shuō)換向極電勢(shì)是幫助換向的。

　　直流電機(jī)在換向時(shí)受哪些因素影響

　　1、電磁緣由

　　在換向時(shí)，換向元件中會(huì)發(fā)生電抗電勢(shì)和換向電勢(shì)，這些電勢(shì)之和普通大于零，稱延遲換向。當(dāng)換向時(shí)，后刷邊分開一個(gè)換向片轉(zhuǎn)向另一個(gè)相鄰換向片時(shí)，換向電流不爲(wèi)零，有電磁能量貯存在換向元件內(nèi)，在前個(gè)換向片分開電刷時(shí)，換向回路被溘然堵截，換向元件中的電磁能量就只要擊穿空氣而釋放，從而發(fā)生火花。

　　2、機(jī)械緣由

　　對(duì)直流電機(jī)的出產(chǎn)而言，由于機(jī)械緣由而招致?lián)Q向不良是一個(gè)重要方面。機(jī)械方面的緣由良多，例如：立體換向器外表的平整度、粗拙度及拆卸時(shí)換向器外表與電機(jī)軸線的垂直度;換向器片間絕緣凹陷或換向片凹陷;電刷接觸面研磨不好，電刷與換向器外表只要部分接觸;電刷上彈簧壓力大小分歧適;電刷在刷盒里太松或太緊;各個(gè)刷桿之間距離不相等，致使有些電刷所短路的換向元件不在幾何地方線上;換向器外表不潔等。

　　3、電化學(xué)緣由

　　正常運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)，換向器外表會(huì)發(fā)生很薄的一層褐色氧化亞銅薄膜。理論標(biāo)明，氧化亞銅薄膜的存在，是電機(jī)良好換向的必要前提。這是由于氧化亞銅薄膜自身不只具有較高的電阻，且其外表還常吸附著薄層水份、氧氣和石墨粉末，具有良好的光滑作用，有利于增加電刷和換向器的磨損。