直流電機的換向

　　直流電機的換向當(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，各元件中的電流也就從一種流動方向改變?yōu)榱硪环N流動方向。

　　直流電機的換向過程

　　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接觸時的情況。

　　換向剛開始時，元件仍屬于右邊支路，其電流為+ia（右→左）；

　　處于換向過程中時，元件被電刷短路，電流大小和方向處于變化的過程中；

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

　　一個元件的電流換向過程所需的時間就稱為換向周期Th，即一個換向片通過電刷所用的時間。換向元件的電流從+ia變到-ia所用的時間即為一個換向周期。Th=0.5～2ms

　　換向問題十分復(fù)雜，換向不良會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可能損壞換向器表面，從而使電機不能正常工作。

　　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，至今尚無很成熟的理論。

　　直流電機換向元件中的電勢

　　1、電抗電勢ex

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

　　根據(jù)楞次定理，電抗電勢的性質(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。或者說電抗電勢是阻礙換向的。

　　電抗電勢大小反比于換向周期。

　　2、電樞反應(yīng)電勢ea

　　換向元件切割電樞反應(yīng)磁場，從而產(chǎn)生了電樞反應(yīng)電勢。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eK

　　換向極電勢是由于換向元件切割換向磁極感應(yīng)的電勢，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，或者說換向極電勢是幫助換向的。

　　直流電機在換向時受哪些因素影響

　　1、電磁緣由

　　在換向時，換向元件中會發(fā)生電抗電勢和換向電勢，這些電勢之和普通大于零，稱延遲換向。當(dāng)換向時，后刷邊分開一個換向片轉(zhuǎn)向另一個相鄰換向片時，換向電流不爲(wèi)零，有電磁能量貯存在換向元件內(nèi)，在前個換向片分開電刷時，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、機械緣由

　　對直流電機的出產(chǎn)而言，由于機械緣由而招致?lián)Q向不良是一個重要方面。機械方面的緣由良多，例如：立體換向器外表的平整度、粗拙度及拆卸時換向器外表與電機軸線的垂直度;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

　　正常運轉(zhuǎn)的電機，換向器外表會發(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。