直流电机的换向过程_直流电机在换向时受哪些因素影响

　　直流电机的换向当电枢元件随着电枢的旋转，依次从一条支路转移到另一支路时，各元件中的电流也就从一种流动方向改变为另一种流动方向。

　　电刷是支路的分界线；我们研究电刷与1、2片换向片分别和同时接触时的情况。

　　换向刚开始时，元件仍属于右边支路，其电流为+ia（右→左）；

　　处于换向过程中时，元件被电刷短路，电流大小和方向处于变化的过程中；

　　换向结束时，元件进入左边支路，其电流已经由+ia变为-ia（左→右）。

　　一个元件的电流换向过程所需的时间就称为换向周期Th，即一个换向片通过电刷所用的时间。换向元件的电流从+ia变到-ia所用的时间即为一个换向周期。Th=0.5～2ms

　　换向问题十分复杂，换向不良会在电刷与换向片之间产生火花。当火花大到一定程度时可能损坏换向器表面，从而使电机不能正常工作。

　　产生火花的原因除电磁原因外，还有电化学、工艺、电热等因素，至今尚无很成熟的理论。

　　1、电抗电势ex

　　一般，换向周期非常短暂，电流的变化会在绕组元件中产生自感和互感电势，两者的合成电势称为电抗电势，用ex表示。

　　根据楞次定理，电抗电势的性质总是阻碍线圈中电流的变化，亦即ex的方向企图与换向前的电流方向相同。或者说电抗电势是阻碍换向的。

　　电抗电势大小反比于换向周期。

　　2、电枢反应电势ea

　　换向元件切割电枢反应磁场，从而产生了电枢反应电势。其方向与ex相同，即其性质也是阻碍换向的。其大小为：Ea=2WyBalva3．换向极电势eK

　　换向极电势是由于换向元件切割换向磁极感应的电势，换向磁极是为改善换向而设置的。其方向企图与换向后的电流方向相同，或者说换向极电势是帮助换向的。

　　1、电磁缘由

　　在换向时，换向元件中会发生电抗电势和换向电势，这些电势之和普通大于零，称延迟换向。当换向时，后刷边分开一个换向片转向另一个相邻换向片时，换向电流不爲零，有电磁能量贮存在换向元件内，在前个换向片分开电刷时，换向回路被溘然堵截，换向元件中的电磁能量就只要击穿空气而释放，从而发生火花。

　　2、机械缘由

　　对直流电机的出产而言，由于机械缘由而招致换向不良是一个重要方面。机械方面的缘由良多，例如：立体换向器外表的平整度、粗拙度及拆卸时换向器外表与电机轴线的垂直度;换向器片间绝缘凹陷或换向片凹陷;电刷接触面研磨不好，电刷与换向器外表只要部分接触;电刷上弹簧压力大小分歧适;电刷在刷盒里太松或太紧;各个刷杆之间距离不相等，致使有些电刷所短路的换向元件不在几何地方线上;换向器外表不洁等。

　　3、电化学缘由

　　正常运转的电机，换向器外表会发生很薄的一层褐色氧化亚铜薄膜。理论标明，氧化亚铜薄膜的存在，是电机良好换向的必要前提。这是由于氧化亚铜薄膜自身不只具有较高的电阻，且其外表还常吸附着薄层水份、氧气和石墨粉末，具有良好的光滑作用，有利于增加电刷和换向器的磨损。