1、9-7 直流电机的换向,1、换向的概念,电枢旋转时，被电刷短路的元件从短路开始到短路结束， 从一条支路转换到另一条支路， 电流改变了方向。,换向元件中电流的这种变化过程，称为换向过程；,从换向开始到换向结束所需时间，称为换向周期。,换向不利会产生换向火花，损坏直流电机。,2、换向过程,元件 1从电刷A右边转到左边，电流方向改变。,2、换向过程,（假设电刷宽度等于换向片宽度）,换向开始 t=0,正在换向 t=(0Tk),换向结束t=Tk,3、直线换向,如果换向元件中电势为零， 则在被电刷短路的闭合回路中不会有环流。,理想换向（直线换向） 即换向元件中感应电动势为零。,换向周期TK：即一元件被电刷
2、短路开始到短路完毕 所经历的时间。,换向元件中的电流由电刷与相邻两换向片的接触 面积决定。变化曲线是一条直线，称为直线换向。,4、换向元件中的感应电势,（1）电抗电势er,换向元件中由于换向电流的变化所引起的自感电势和互感电势之和，称为电抗电势。,Lr：换向元件的电抗系数，包括自感和互感,er的平均值：,设电刷宽度bs等于换向片宽度bk，换向片数为K，,则：,电抗电势的特点：,电机负载越重或转速越高， 电抗电势越大。,电抗电势的方向阻止换向电流的变化，因此er的方向必与换向前的元件电流ia的方向一致。,4、换向元件中的感应电势,换向元件所处的几何中线处，主磁场几乎为零；电枢反应磁势所产生的磁通
3、 a正好穿过换向元件。电枢旋转时，换向元件切割a 所生电势ea称为旋转电势。,（2）旋转电势,4、换向元件中的感应电势,旋转电势 的特点：,设换向元件匝数为Wk，电枢反应磁势在换向元件处所生的磁密为Ba， 则ea的平均值：,，负载越重或者转速越高， 旋转电势也越大。,根据右手定则，ea 的方向总是与换向前元件中的电流方向相同，ea与 er方向一致，也是阻碍换向的。,4、换向元件中的感应电势,5、电刷下产生火花的原因,换向元件中存在两个方向相同的电势er和ea，合成电势：,合成电势在换向元件闭合回路中产生的环流：,由闭合转为断开时，由 ik建立的电磁能量以火花的形式释放出来。,电 枢,换向器,N
4、,S,电枢绕组与换向片焊接,电枢绕组,电动机工作原理演示,6、改善换向的方法,由于附加换向电流ik的存在，引起电磁性换向火花。所以，消除换向火花的措施有： 1、增大Rb ：选用合适的电刷，改善环境促使氧化膜的形成。 2、减小e ：安装换向磁极、移刷等。其中最有效的办法是安装换向极。,6、改善换向的方法,安装换向极：,抵消电枢反应磁势，使ea0,换向极磁势,建立Bk，产生ek，使,7、换向极极性的确定：,8、安装换向极的要求,换向极应装在几何中性线上;,换向极的极性使产生的Bk方向与电枢反应磁势的方向一致。,换向极绕组必须与电枢绕组串联，使在任何时候，ek- er。,9、加换向极后的结构图,10、环火及其防止措施,电位差火花与换向火花连成一片，构成环火。,防止环火的措施：在主磁极的极靴装补偿绕组， 并与电枢绕组串联，产生的磁势方向与电枢反应磁势相反。,电枢反应使气隙磁场发生畸变， 使处于 处 的元件的感应电势增大。当片间电压Uk 超过一定 值时，换向片间产生火花，称为电位差火花。,思考？,换向极绕组应与电枢绕组相串联；补偿绕组应与电枢绕组相串联；励磁绕组与电枢绕组如何联接？,
