(整理)直流電機(jī)的換向

1、精品文檔精品文檔直流電機(jī)的換向圖片:圖片:負(fù)載圖1直流電機(jī)換向原理示意S3元件中電流的接向過程方向始終不變，也就是說，對 于外電路而言，引出的是直流 電。這就是直流電機(jī)換向的基 本原理。通常，電樞繞組由很 多線圈串、并聯(lián)而成，其中各 線圈電流換向情況還要復(fù)雜 些。圖2為一個元件（一個單 元線圈）在被電刷短路時發(fā)生 的換向過程。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commutation of D.C.machinezhiliu di anji de hu anxi ang 直流電機(jī)的換向（卷名：電工） commutati on of D.C.machi

2、ne帶換向器的電樞繞組在運行中的一種特 有現(xiàn)象。圖1所示為最簡單的直流電機(jī)模型， 其換向原理如下：假定電樞只有一個線圈 abed，換向器只有兩個換向片，它們分別與 線圈首、尾相連接，A與B為靜止的兩個電刷。當(dāng)線圈在磁極 N、S中逆時針轉(zhuǎn)動時，處于N極下的導(dǎo)體ab產(chǎn)生的電動勢，方向為從b至a，處于S極下的導(dǎo)體cd產(chǎn)生的電動勢方向為從d至c。但當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動180后，導(dǎo)體ab與導(dǎo)體cd位置對調(diào)，導(dǎo)體中的電動勢也與原來的方向相反。所以在線圈連續(xù)旋轉(zhuǎn)時，導(dǎo)體及整個線圈的電動勢是在正最大值與負(fù)最大值之間不斷交變， 故為交流電動勢。但由圖不難看到，電刷A只與處在N極下的導(dǎo)體引岀端相連，永為正極性;電刷B只與處

3、在S極下的導(dǎo)體引岀端相連，永為負(fù)極性。故電刷所引導(dǎo)岀來的電動勢及電流的就從一種流動方向改變?yōu)榱硪环N流動方向。這種利用機(jī)械方法 （換向器和電刷） 使元件中電流變換方向的現(xiàn)象稱為換向。換向過程總是與元件被電刷短路的過程相伴隨的。圖2中，當(dāng)元件a開始被電刷短路時（圖2a ），元件電流便進(jìn)入了換向過程。當(dāng)元件a脫離短路時（圖2c），換向過程也就結(jié)束。整個過程所耗時間稱為換向周期仃c）。換向周期的長短與電刷的寬度及電樞的轉(zhuǎn)速有關(guān)。電刷越寬，轉(zhuǎn)速越慢，換向周期越長。換向過程中，由于電流變化，換向元件中會產(chǎn)生自感電動勢，俗稱電抗電動勢。 當(dāng)同槽中有多個元件同時換向時， 電抗電動勢還包括它們之間的互感電動勢在

4、內(nèi)。這種電動勢起阻止換向的作用。電抗電動勢越大，換向越困難，甚至在電刷邊上會產(chǎn)生火花。嚴(yán)重的火花有時發(fā)展成換向 器環(huán)火而損壞換向器。用以在換向元件中產(chǎn)生切割電動勢來故換向極繞組需與電樞串聯(lián)，使換換向極應(yīng)接成與電樞電流產(chǎn)生的磁場改善換向的主要方法是在兩個主磁極之間裝置換向極， 抵消電抗電動勢。 因為電抗電動勢是隨著電流增大而增大的, 向極磁場及其相應(yīng)的切割電動勢也能隨電樞電流同步增大。 極性相反。直流電機(jī)換向器1、直流電機(jī)的換向是指旋轉(zhuǎn)著的電樞繞組元件，從一個支路經(jīng)過電刷進(jìn)入另一個支路時元件中電流方向的變換過程（簡稱換向）在電流方向變換的過程中，一般在電刷與換向器之間要產(chǎn)生火花，它是換向困難和產(chǎn)

5、生故障的主要原因所 以,國家標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)電機(jī)換向時火花大小將其分成幾個等級（1,5/4,3/2,2,3）.對連續(xù)工作的直流電機(jī)，其換向火花不應(yīng)超過3/2級.電動自行車用直流電機(jī)屬于 連續(xù)工作的電機(jī),應(yīng)滿足不大于3/2級火花的要求.標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：3/2級火花時,電 刷邊緣大部分或全部有微弱的火花，因此換向器上有黑痕出現(xiàn)，但不會繼續(xù)發(fā)展， 用汽油擦其表面即能除去，同時在電刷上有輕微的灼痕，這些都不會影響電機(jī)連 續(xù)正常運行.2、影響換向的原因直流電機(jī)換向過程中為什么會產(chǎn)生火花呢？根據(jù)理論和實踐分析，影響換向的原因很多，有電磁的、機(jī)械的、電化學(xué)的等等，并且它們之間又相互影響，十分 復(fù)雜.這里不準(zhǔn)備在理論上作過

6、多的分析，只針對電動自行車用直流電機(jī)為改善 換向在生產(chǎn)中應(yīng)注意的問題做一些分析，或許會對生產(chǎn)起到一定的指導(dǎo)作用 2.1電磁原因在換向時,換向元件中會產(chǎn)生電抗電勢和換向電勢，這些電勢之和一般大于 零，稱延遲換向當(dāng)換向時,后刷邊離開一個換向片轉(zhuǎn)向另一個相鄰換向片時，換 向電流不為零，有電磁能量儲存在換向元件內(nèi)，在前個換向片離開電刷時，換向回 路被突然切斷，換向元件中的電磁能量就只有擊穿空氣而釋放，從而產(chǎn)生火花直流電機(jī)換向問題一1、換向合格的評價直流電機(jī)的換向是指旋轉(zhuǎn)著的電樞繞組元件，從一個支路經(jīng)過電刷進(jìn)入另一個支路時元件中電流方向的變換過程（簡稱換向）。在電流方向變換的過程中，一般在電刷與換向器之

7、間要產(chǎn)生火花,它是換向困難和產(chǎn)生故障的主要原因。所以，國家標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)電機(jī)換向時火花大小將其分成幾個等級(1 , 5/4 , 3/2 , 2 , 3 )。對連續(xù)工作的直流電機(jī)，其換向火花不應(yīng)超過3/2級。電動自行車用直流電機(jī)屬于連續(xù)工作的電機(jī)，應(yīng)滿足不大于3/2級火花的要求。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：3/2級火花時，電刷邊緣大部分或全部有微弱的火花，因此換向器上有黑痕岀現(xiàn)，但不會繼續(xù)發(fā)展，用汽油擦其表面即能除去，同時在電刷上有輕微的灼痕，這些都不會影響電機(jī)連續(xù)正常運行。2、影響換向的原因直流電機(jī)換向過程中為什么會產(chǎn)生火花呢？根據(jù)理論和實踐分析，影響換向的原因很多，有電磁的、機(jī)械的、電化學(xué)的等等，并且它們之間又相互

8、影響，十分復(fù)雜。這里不準(zhǔn)備在理論上作過多的分析，只針對電動自行車用直流電機(jī)為改善換向在生產(chǎn)中應(yīng)注意的問題做一些分析，或許會對生產(chǎn)起到一定的指導(dǎo)作用。2.1電磁原因在換向時，換向元件中會產(chǎn)生電抗電勢和換向電勢，這些電勢之和一般大于零，稱延遲換向。當(dāng)換向時，后刷邊離開一個換向片轉(zhuǎn)向另一個相鄰換向片時，換向電流不為零， 有電磁能量儲存在換向元件內(nèi)，在前個換向片離開電刷時，換向回路被突然切斷，換向元件中的電磁能量就只有擊穿空氣而釋放，從而產(chǎn)生火花。2.2機(jī)械原因?qū)ιa(chǎn)而言，由于機(jī)械原因而導(dǎo)致?lián)Q向不良是一個重要方面。機(jī)械方面的原因很多，例如：平面換向器表面的平整度、粗糙度及裝配時換向器表面與電機(jī)軸線的垂

9、直度；換向器片間絕緣突岀或換向片突岀；電刷接觸面研磨不好，電刷與換向器表面只有局部接觸；電刷上彈簧壓力大小不合適；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中心線上；換向器表面不潔等。2.3電化學(xué)原因正常運行的電機(jī)，換向器表面會產(chǎn)生很薄的一層褐色氧化亞銅薄膜。 實踐表明，氧化亞銅薄膜的 存在，是電機(jī)良好換向的必要條件。 這是因為氧化亞銅薄膜本身不僅具有較高的電阻， 且其表面 還常吸附著薄層水份、氧氣和石墨粉末，具有良好的潤滑作用，有利于減少電刷和換向器的磨損直流電動機(jī)的主磁極繞組通入直流電源后產(chǎn)生磁場，但該磁場在空間上是靜止的，當(dāng)轉(zhuǎn)子（電樞）繞組通入直流電源后，在主極磁場的作用下產(chǎn)生電磁力矩而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來；如 果電樞繞