项目直流电机的换向
直流电机的换向
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： e ea er 0 合成电势在换向元件闭合回路中产生的环流：
ik
e e e R R
a
r
i ik t
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。
电动机工作原理演示 N
• 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。
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？
n N er
Φa
ea
S
4、换向元件中的感应电势
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：
ea 2 Ba Wk l va
旋转电势 的特点：
• ea I a n ，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。
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
• 电枢反应使气隙磁场发生畸变， 使处于 B max 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。
• 电位差火花与换向火花连成一片，构成环火。
di er Lr Lr：换向元件的电抗系数，包括自感和互感 dt 2i i er Lr Lr a er的平均值： t Tk
设电刷宽度bs等于换向片宽度bk，换向片数为K，
电机控制与调速技术项目训练教-项目一直流电机的调速与控制线路装接
任务一 直流电机启动、调速线路的装调
•相关知识
图1-8 他励电动机
图1-9 并励电动机Fra bibliotek任务一 直流电机启动、调速线路的装调
•相关知识
③串励电动机 串励电动机的励磁绕组与电枢绕
组串联之后接直流电源，如图1-10所 示。串励电动机励磁绕组的特点是其 励磁电流If就是电枢电流Ia，这个电 流一般比较大，所以励磁绕组导线粗 、匝数少，它的电阻也较小。串励电 动机多于负载在较大范围内变化的和 要求有较大起动转矩的设备中。
项目一 直流电动机的控制与调速线路的装调
项目描述
直流电动机(direct current motor)是将直流电能转换为机械能的 旋转机械。它与交流电动机（如三相异步电动机）相比，虽然因结构 比较复杂、生产成本较高、故障较多等，目前已不如交流电动机应用 普遍，但由于它具有优良的调速性能和较大的起动转矩，得到广泛应 用。
任务二 直流电机正反转、能耗制动线路的安装
• 相关知识
并励电动机的起动 电枢电流为：
Ia＝（U－E）/Ra 因为电枢电阻Ra很小，所以电源电压U和反电动势E极为接近。
在电动机起动的初始瞬间，n=0，E=KE×Φ ·n=0。这时的电枢电流
为：
Iast=U/Ra
由于Ra很小，起动电流将达到额定电流的10－20倍，这是不允许的
•相关知识
1、直流电动机的结构与 工作原理
直流电动机主要由磁极 、电枢、换向器三 部分组 成，其结构如图1-3所示。
图1-3 直流电动机的主要结构
任务一 直流电机启动、调速线路的装调
•相关知识
①磁极。 磁极是电动机中产生磁场的
装置，如图1-4所示。它分成极心1 和极掌2两部分。极心上放置励磁 绕组3，极掌的作用是使电动机空 气隙中磁感应强度的分布最为合适 ，并用来挡住励磁绕组；磁极是用 钢片叠成的，固定在机座4（即电 机外壳）上；机座也是磁路的一部 分。机座常用铸钢制成。
解决电动车直流电机换向问题的操作规程
解决电动车直流电机换向问题的操作规程
电动车直流电机换向问题是电动车维修中比较常见的问题，需要进行正确的操作才能顺利解决。
下面是解决电动车直流电机换向问题的操作规程：
一、检查电路及线路连接情况
首先需要检查电路和线路连接情况，确认是否有损坏或松动的地方。
对于松动的连接，需要重新插好或使用扳手将螺丝紧固。
若存在电路或线路损坏，则需要将损坏部分更换或修复。
二、检查电动车控制器
电动车直流电机换向问题还可能与电动车控制器有关。
需要检查控制器是否损坏或出现故障。
若控制器故障，则需要将控制器进行更换或修复。
三、检查电机制动器
电动车直流电机换向问题还可能与电机制动器有关。
需要检查是否存在损坏或故障。
若存在问题，则需要将电机制动器进行更换或修复。
四、进行电机线圈相间交换
在上述检查工作都完成之后，若电动车直流电机换向问题依然存在，则需要进行电机线圈相间交换。
具体步骤如下：
1. 打开电动车电机盖子
2. 标记电机端子位置，记录颜色
3. 拆开绕组线端子
4. 使用万用表测试电机线圈相间之间的电阻
5. 手动交换电机两个线圈的位置，这里注意一下电机线圈位置变更的正确性
6. 再使用万用表测试电机线圈相间之间的电阻
7. 若以上步骤都完成了之后，电动车直流电机换向问题还是存在，就需要将电机进行检修或者更换整个电机。
通过以上4个步骤，可以较为全面地解决电动车直流电机换向问题。
在具体操作过程中，需要注意安全和细节。
如果有不了解的地方，最好咨询专业的维修人员和更换新零配件，以免出现问题。
电力机车直流电机检修与维护—直流电机的换向及拆装
er
eL
eM
(L M) di dt
Lr
di dt
Lr L M
L为换向元件的自感系数； M为换向元件的互感系数
直流电机的换向
2．延迟换向（e 0）
在换向元件中还有切割电动势 ea
ea 2N c Ba a
切割电动势存在同样使换向电流变化延缓。 因此线圈中合成电动势（电抗电动势和切割电 动势之和）的存在使换向电流变化不再是线性 的，出现了电流延迟现象的换向称为延迟换向。
直流电动机的拆装工艺
工艺步骤如下： 1、拆除电动机的所有接线,拆除换向器端的端
盖螺栓和轴承盖螺栓，并取下轴承外盖； 2、打开端盖的通风窗，从刷握中取出电刷，再
拆下接到刷杆上的连接线； 3、拆御换向器端的端盖，若有必要时再从端盖
上取下刷架:
直流电动机的拆装工艺
（1）、用厚纸或布将换向器包扎好，以保持清 洁及以免碰伤换向器；
直流电机的换向
（三）改善换向的方法 环火现象 即正负电刷间出现电弧,可以很短的时间内 损坏电机 防止环火出现的办法
在主磁极上安装补偿绕组，从而抵消电枢反应 的影响。补偿绕组装在主磁极极靴里。
补偿绕组与电枢绕组串联，它产生的磁动势 恰恰能抵消电枢反应磁动势
直流电动机的拆装工艺
直流电动机的拆装目的有保养和修理两种。 对电动机进行保养时的拆装工序一般有拆卸 、 清洗零件、更换易损件、装配和试验。 直流电动机拆卸前应在刷架处、端盖与机座配 合处等做好标记，便于装配。
直流电机的换向
（三）改善换向的方法
目的:
消除或削弱电刷下的火花
方法:
1．选用合适的电刷，增加电刷与换向片 之间的接触电阻
2．装设换向极
直流电机的启动、换向
实验一直流电机的启动、换向一、实验目的1、学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。
2、认识在在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。
3、熟悉他励电动机（即并励电动机按他励方式）的接线、启动、改变电机转向方法。
二、预习要点1、如何正确选择使用仪器仪表。
特别是电压表电流表的量程。
2、直流电动机启动时，为什么在电枢回路中需要串接起动变阻器？不串接会产生什么严重后果？3、直流电动机启动时，励磁回路串接的磁场变阻器应调至什么位置？为什么？若励磁回路断开造成失磁时，会产生什么严重后果？4、直流电动机改变转向的方法。
三、实验项目1、了解4-02电源控制屏中的电枢电源、励磁电源、校正过的直流电机、变阻器、直流电压表、电流表及直流电动机的使用方法。
2、直流他励电动机的启动、改变转向。
四、实验设备1、型号4-14的导轨、测速发电机及转速2、型号4-15的直流他励电动机表3、型号4-09的直流数字电压表4、型号4-10的直流数字电流表5、型号4-04的三相可调电阻器6、型号4-05的三相可调电阻器五、实验内容及操作步骤1、由实验指导人员介绍ZX-TIA481型电机与变压器综合实验装置型电机及电气技术实验装置各面板布置及使用方法，讲解电机实验的基本要求，安全操作和注意事项。
2、 用伏安法测电枢的直流图2-1测电枢绕组直流电阻接线图(1) 按图2-1接线，电阻R 用4-05上1800Ω和4-04上180Ω。
串联共1980Ω阻值并调至最大。
A 表选用4-09直流电流表，开关S 选用4-13开关模块。
(2) 经检査无误后接通电枢电源，并调至220V o 调节R 使电枢电流达到0.2A （如果电流太大，可能由于剩磁的作用使电机旋转，测量无法进行；如果此时电流太小，可能由于接触电阻产生较大的误差），迅速测取电机电枢两端电压U 和电流I 。
将电机分别旋转三分之一和三分之二周，同样测取U 、I 三组数据列于表2-1中。
解决电动车直流电机换向问题的操作规程
解决电动车直流电机换向问题的操作规程摘要：换向问题是影响直流电机质量的主要问题之一。
本文介绍了如何评价换向合格的指标；论述了影响换向的原因包括电磁、机械、电化学等方面；提出了改善换向的方法和措施：一是调节电刷位置，二是要重视换向器的质量，三是重视电刷的选择，四是优化刷盒尺寸和弹簧压力，五是电刷的磨合非常重要，最后要进行严格准确的寿命测试。
一、影响换向的原因：直流电机换向过程中为什么会产生火花呢？根据理论和实践分析，影响换向的原因很多，有电磁的、机械的、电化学的等等，并且它们之间又相互影响，十分复杂。
这里不准备在理论上作过多的分析，只针对电动自行车用直流电机为改善换向在中应注意的问题做一些分析，或许会对生产起到一定的指导作用。
1、电磁原因：在换向时，换向元件中会产生电抗电势和换向电势，这些电势之和一般大于零，称延迟换向。
当换向时，后刷边离开一个换向片转向另一个相邻换向片时，换向电流不为零，有电磁能量储存在换向元件内，在前个换向片离开电刷时，换向回路被突然切断，换向元件中的电磁能量就只有击穿空气而释放，从而产生火花。
2、机械原因：对生产而言，由于机械原因而导致换向不良是一个重要方面。
机械方面的原因很多，例如：平面换向器外表的平整度、粗糙度及装配时换向器外表与电机轴线的垂直度；换向器片间绝缘突出或换向片突出；电刷接触面研磨不好，电刷与换向器外表只有局部接触；电刷上弹簧压力大小不适宜；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中心线上；换向器外表不洁等。
3、电化学原因：正常运行的电机，换向器外表会产生很薄的一层褐色氧化亚铜薄膜。
实践说明，氧化亚铜薄膜的存在，是电机良好换向的必要条件。
这是因为氧化亚铜薄膜本身不仅具有较高的电阻，且其外表还常吸附着薄层水份、氧气和石墨粉末，具有良好的润滑作用，有利于减少电刷和换向器的磨损。
二、改善换向的方法和措施：为改善换向应该针对影响换向的原因在生产中采取一些必要的方法和措施。
直流电机原理以及换向工作介绍
直流电机原理以及换向工作介绍直流电机换向器的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。
电刷上不加直流电压，用原动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动，线圈两边就分别切割不同极性磁极下的磁力线，而在其中感应产生电动势，电动势方向按右手定则确定。
这种电磁情况表示在图上。
由于电枢连续地旋转，，因此，必须使载流导体在磁场中所受到线圈边ab和cd交替地切割N极和S极下的磁力线，虽然每个线圈边和整个线圈中的感应电动势的方向是交变的．线圈内的感应电动势是一种交变电动势，而在电刷A，B端的电动势却为直流电动势（说得确切一些，是一种方向不变的脉振电动势）。
因为，电枢在转动过程中，无论电枢转到什么位置，由于换向器配合电刷的换向作用，电刷A通过换向片所引出的电动势始终是切割N极磁力线的线圈边中的电动势，因此，电刷A始终有正极性。
同样道理，电刷B始终有负极性，所以电刷端能引出方向不变的但大小变化的脉振电动势。
如每极下的线圈数增多，可使脉振程度减小，就可获得直流电动势。
这就是直流发电机的工作原理。
同时也说明子直流发电机实质上是带有换向器的交流发电机。
从基本电磁情况来看，一台直流电机原则上既可工作为电动机运行，也可以作为发电机运行，只是约束的条件不同而已。
在直流电机的两电刷端上，加上直流电压，将电能输入电枢，机械能从电机轴上输出，拖动生产机械，将电能转换成机械能而成为电动机，如用原动机拖动直流电机的电枢，而电刷上不加直流电压，则电刷端可以引出直流电动势作为直流电源，可输出电能，电机将机械能转换成电能而成为发电机。
同一台电机，能作电动机或作发电机运行的这种原理．在电机理论中称为可逆原理。
改变电动机电流方向的方法
改变电动机电流方向的方法
1. 电枢反接法：这种方法适用于他励和并励直流电动机。
通过保持励磁绕组端电压极性不变，改变电枢绕组端电压的极性来实现电动机的反转。
2. 励磁绕组反接法：这种方法适用于串励直流电动机。
因为串励直流电动机的电枢两端电压较高，而励磁绕组两端电压很低，所以反接比较容易实现。
3. 三相动力异步电动机：通过调换任意两相电源输入，可以改变电机的转动方向。
4. 单相电机：将电源输入从启动电容器一端调换到另一端，可以改变单相电机的转动方向。
5. 使用电子开关：适用于无刷直流电动机，通过控制电流的方向来实现电动机的正反转。
6. 使用机械开关：适用于有刷直流电动机，通过控制电极的接线方式来实现电动机的正反转。
7. 使用编码器：适用于需要精确控制电动机转向的应用，通过检测电动机的转向并控制电流的方向来实现正反转。
在实施上述任何一种方法之前，都需要确保电动机停止运转，以防损坏电动机。
同时，还需要确保电源和电动机的额定电压和电流相匹配，避免造成设备损坏。
此外，对于直流电动机，还可以通过改变外电路的正负极来改变电流方向，但这种方法是有条件限制的。
直流电机换向绕组的作用_概述说明以及解释
直流电机换向绕组的作用概述说明以及解释1. 引言1.1 概述直流电机是一种将直流电能转化为机械能的重要设备。
在直流电机中，换向绕组作为一个关键部件，起到了至关重要的作用。
换向绕组通过改变电流方向和大小，实现了电机中磁场的反向变化，从而使得电机能够产生稳定的旋转运动。
1.2 文章结构本文将全面介绍直流电机换向绕组的作用、概述说明以及解释。
文章结构主要分为五个部分：引言、直流电机换向绕组的作用、换向绕组的概述说明、换向绕组的解释和结论。
1.3 目的本文旨在对直流电机换向绕组进行深入探讨，详细阐述其在直流电机中的重要性和应用，并对不同类型的换向绕组进行解释。
通过对这些内容的阐述，读者能够全面了解和掌握直流电机换向绕组相关知识，并在实际应用中更好地理解和运用该技术。
以上是“1. 引言”的详细内容，希望对您有所帮助！2. 直流电机换向绕组的作用2.1 换向绕组的定义直流电机换向绕组是指在直流电动机中用于实现电流方向切换和换向过程的一种绕组结构。
它通过改变电流的通路，使得电机能够按照既定的运行规律进行正常工作。
2.2 换向绕组在直流电机中的应用换向绕组在直流电机中起到了至关重要的作用。
通过合理设计和布置换向绕组，可以实现直流电动机的正常启停、方向切换以及输出转矩控制等功能。
首先，直流电动机需要实现换相操作，也就是在不同位置上将电流方向适时地切换。
这样才能使得转子磁极始终与定子磁场保持一定的相对位置关系，从而产生旋转力。
换相过程中，通过控制换向器或者其他器件来控制换相角度和时刻，可以更好地调整电动机转子的位置与速度。
其次，在不同负载条件下，需要通过调整交变磁链大小来改变输出扭矩。
这就需要针对不同工况设计合适的换相角度和时刻，并利用换向绕组来实现这一调节过程。
通过换向绕组的布置，可以在换相时改变电机的励磁方式，从而调整输出扭矩大小。
2.3 换向绕组对电机性能的影响换向绕组设计合理与否对直流电机性能有着直接的影响。
直流电动机的换向原理
直流电动机的换向原理直流电动机是一种常见的电动机，它的运转需要依赖于电源的电压，通过磁场改变方向来改变电动机的转向，从而实现动力的转换。
在直流电动机中，换向是影响电机正常运转的重要因素之一。
直流电动机的换向原理主要是指电刷与换向环的作用。
电刷是连接电源和直流电动机的引线，而换向环是连接不同转子线圈的组件。
当直流电源施加电压时，电机中的电荷开始流动，使得电机的转子开始旋转。
同时，前一时刻所施加的电压将通过电刷和换向环将其转移到与当前转子线圈连接的电源极性相反的电源，从而使得转子能够继续旋转。
当直流电机旋转时，转子上的导线也会变化，这会引起磁场的变化，当电机的电荷流向线圈时，磁场的极性也会改变，因此换向是很重要的。
直流电动机中的换向环可以用来改变线圈的极性，并确保电动机运转时转子能够按照正确的方向旋转。
当电机的电荷流向线圈时，磁场的极性会随之发生改变。
因此，直流电动机必须在电刷和换向环的帮助下进行换向。
这时，通过换向环来连接不同的导线，从而使得电机能够正常运转。
当磁场的方向改变时，转子的极性也会随之变化，从而保持电机的平衡运转。
直流电动机换向的原理是非常关键的，因为它决定了电机的运动方向。
在实际应用中，电机的电刷和换向环需要始终维持在一个良好的工作状态，以保证电动机的正常运转。
此外，在进行操作和检修时，也需要特别注意换向环和电刷的维护保养，以保证电机的长期稳定运行。
总之，直流电动机的换向原理是一种关键性的工作原理，它是依托于电刷和换向环来实现电机方向变化的。
只有将电刷和换向环的工作状态维持在良好的状态，才能保证电动机的正常运转，同时也可以更好地满足各种应用需求。
直流电动机改善换向的主要方法
直流电动机改善换向的主要方法作者：赵智英来源：《职业·中旬》2013年第11期摘要：换向是直流电动机运行的关键问题之一，影响直流电动机换向的根本原因是换向元件中存在电抗电动势和电枢反应电动势，使换向元件中产生附加换向电流。
直流电动机改善换向的主要方法有装设换向极、选用合适的电刷、装设补偿绕组三种。
关键词：直流电动机换向元件补偿绕组附加换向电流换向器是直流电动机的关键部件，它将电枢绕组内部的交流电动势转换为电刷间的直流电动势。
而电枢绕组连接构成一个闭合绕组。
当电枢旋转时，组成电枢绕组每条支路的绕组元件，在依次循环地轮换，即绕组元件从一条支路经过电刷时被短路随后将转入另一条支路。
由于被电刷分割的相邻支路中绕组元件的电流方向是相反的，因此在绕组元件由一条支路经电刷短路后转入另一条支路的短暂过程中，绕组元件里的电流就要改变一次方向，被电刷短路的绕组元件内电流改变方向的过程称之为换向。
从一条支路转入另一条支路而被電刷短路的绕组元件称为换向元件。
换向是直流电动机运行的关键问题。
换向不良，将在电刷与换向器之间产生有害的火花，严重时将使电动机不能正常运行。
因此必须采取措施改善换向，而换向过程又十分复杂，产生火花的原因也是多方面的，既有电磁的又有机械和电化学等方面的，但最基本的还是电磁方面的原因。
下面笔者就从电磁方面谈一下减小甚至消除附加换向电流改善换向的三个主要方法。
一、装设换向极为了减小换向元件中的附加换向电流ik，可以在换向元件中增加一个与电抗电动势er和电枢反应电动势ea方向相反的切割电动势ek，使换向元件中合成电动势∑e尽可能小到∑e=0，即er+ea=ek，两者大小相等方向相反。
为此，在主磁极之间的几何中性线上装设一个换向极。
换向极的磁动势除了抵消电枢磁动势在几何中性线上的作用外，剩余部分还要在换向极区建立一个换向极磁场，使换向元件切割换向极磁场产生切割电动势ek，ek的方向与er相反，理想情况是完全抵消er，获得直线换向。
针对直流电动机改善换向的主要方法的浅议
关键词 ： 直流电动机 ； 改善 ； 换向； 主要方Байду номын сангаас
电力能源的合理利用 ， 推动了世界的发展建设。 直流电动机在社会 磁动势及其磁场具有正比关系， 这样才能在不 同负载时， 仍然能够满足 各行 业之间的运用都相对 比较广泛。其基本的构造原理是基于传统电 换 向元件中∑ｅ ＝ ０ 的要求。 ３选用合适的电刷 动机 的设 计之上进行设计 、 组装使用的。 直流电动机作为一种使用广泛 的设备 ， 通过利用便于产生的直流电为电动机提供动力 ， 将 电能转化为 电刷的选用是影响换 向的一项重要因素，如果在换向的过程 中发 机械能 ， 在此基础之上进行相应的工作 ， 完成预定 的计划。直流电动机 生 了换 向困难 ， 此时就可以通过增大电刷与换向器之间的接触电阻 ， 进 在我 国社会发展过程 中使用的范 围十分的广泛 ，并且具有比较广 阔的 而减／ Ｊ 愤 向电流的大小 ， 并进行换向状况的改善。需要注意的一点是， 应用前景以及发展空间。 但是使用过程中直流电动机换向出现的问题 ， 旦发生接触电阻增大，就有可能会导致严重的耗损 ，以及压降的增 这种现象的出现会在一定程度上影响电动机的正常运行。 所 以在进 却直接影响了其实际的使用性能 。以下我将针对直流电动机改善换向 大， 的主要方法及问题状况进行简要的分析 以及概述 。 行 电刷的更换过程中， 需要选用原厂出产且型号相同或相近的电刷 ， 避 １针对直流 电动机的换向及换 向问题的概述 免在新电 刷使用过程 中出现电流分配不均的问题 ， 直接影响电动机的 电动机换 向问题 的出现 ， 是不可避免 的—件事情。 在电动机的换向 正常使用及运行。 过程中换向器是直接主导的关键元件，其通过将 电枢绕组内部产生的 ４ 装 设补偿 绕组 当电刷放置在 兀 ． 何中性线上 ， 电枢反应为交轴电枢反应。换向极磁 交流电动势进行转换后 ， 通过线路以直流电动势的方式流经电刷 。 在整 个电动势的转换 以及流动过程中 ， 电枢绕组的内部一直处于一个密闭、 场可抵消换 向区内的交轴磁场 ，但不能消除由交轴电枢反应引起的气 闭合的结构 。 当电枢开始工作旋转时 ， 每条支路元件开始进行不停的轮 隙磁场畸变 。 当电动机出现急剧的负载冲击时造成气隙磁场严重畸变， 换， 以满足电枢的工作需求 ， 也可 以理解为 ， 在绕组元件在进行工作中 些绕组元件感应电动动势增大使换向片间的电位差增大 ，甚至引起 所使用的支路被短路 ， 被迫转 向使用另一条支路 。但是 ， 电枢 内部 的支 换 向片间空气击穿而产生所谓的电位差火花。若 电刷与换 向器间产生 路已经被绕组分割 ， 所以产生的电流方 向均发生了反向变化 ， 这种情况 的电磁原因火花因电机旋转导致与电位差火汇合在一起时，严重情况 的出现往往只是暂时Ｉ 生的，所以绕组元件在支路 间的转换变化也是具 下会使整个换向器表面形成环火 ， 以致烧坏电动机。 有暂时性的， 在这个短暂的过程 中， 电枢绕组元件 的内部电流同时也会 在主磁极靴槽内装设补偿绕组， 可避免电位差： ． １ （ 花的产生。由于产 发生变化 ，这种被电刷短路后所发生的内部绕组元件内电流方向变换 生电位差火花的原因是交轴电枢反应造成气隙磁场畸变引起的，为此 要消除交轴电枢磁动势的影响 ， 就必须装设补偿绕组 ， 使其流过电枢电 的过程 中， 被我们成为换向。 在整个换向过程中的发生过程中被电刷短路阻挡的一条支路元件 流建立磁动势去抵消交轴 电枢磁动势 ，所以将补偿绕组与电枢绕组 串 我们称之为换向元件。同样在直流电动机的工作过程中换向问题也是 联 ， 便可从根源上消除环火。 被人们认定的关键问题。由于换向不 良问题的出现 ， 将会导致电刷与换 补偿绕组和换 向极的设置 ， 将使换向情况大大改变 ， 但补偿绕组使 向器之间发生硬性接触 ， 进而产生大量的火花 ， 这种问题的出现时极有 电机的结构更复杂 ， 造价增高。 只有在负载变动较大的电机以及换向要 可能造成电动机 的停转 以及罢工。所以， 面对这种问题的出现 ， 就必须 求较高的发电厂电磁机中才装设补偿绕组。 采取适 当的措施进行解决 ， 面对复杂的换向过程， 以及 火花产生的多种 ５改善换向的几点注意事项 在进行换 向改善的过程 中， 应该时刻提高警惕 ， 在寻找到问题发生 原因 ， 通过从电磁的方面进行合理的人手 ， 将能够有效的改善直流电动 机 换 向问题 的出现 。 原因的基础之上进行换向问题的处理 ，在处理过程中应该注意以下几
直流电机换向极的设计
直流电机换向极的设计直流电机换向极的设计是一种方便快捷、高效率的智能化技术，它可以在安全可靠的前提下，通过对电机引线的换向，使得电机发生正反转，从而实现电机的控制。
1.电机换向极的原理电机换向极的设计的基本原理是根据电机的分析，当电源的相序发生变化时，电机的极性也会发生变化，从而实现电机的正反转，因此，用接线端子的排序，就可以实现电机的换向极。
2.电机换向极的设计（1）电源分析电源分析是电机换向极设计的基础，我们需要确定电源的电压和功率，这些决定了电机换向极的选择。
（2）换向极的选择电机换向极的选择取决于电源的电压和功率，在选择换向极的时候，需要根据电源来选择电机的极数和功率。
（3）接线端子的排序根据电机换向极的原理，只有确定好电机接线端子的排序，才能实现电机的换向极。
（4）电源的接入将电源接入电机换向极，根据电源的电压和功率，确定电机换向极的极数和功率，然后将电源接入电机换向极。
3.电机换向极的应用电机换向极的设计可以广泛应用于自动控制系统中，如电动机，电磁阀，水泵，风机等，它可以更好的满足用户的需求，从而提高工作效率。
4.电机换向极的注意事项（1）在安装电机换向极之前，应该对电源的电压和功率进行充分的分析，然后根据电源的电压和功率，选择适当的换向极。
（2）在安装换向极的时候，应该确保排序正确，以避免接线不当，从而影响电机的正常运行。
（3）安装完毕之后，应该对接线进行检查，以确保接线正确，从而确保电机的正常运行。
电机换向极的设计是一种重要的智能化技术，它可以在安全可靠的前提下，通过对电机引线的换向，使得电机发生正反转，从而实现电机的控制，使电机的运行更加高效，低耗，而且还能大大提高用户的工作效率。
直流电动机换向器的工作原理_理论说明以及概述
直流电动机换向器的工作原理理论说明以及概述1. 引言1.1 概述在现代工业中，电动机被广泛应用于各种设备和机械系统中。
而直流电动机作为一种常见的电动机类型，其换向器起着至关重要的作用。
直流电动机换向器是一种控制装置，用于改变电动机绕组的通电方向，从而实现电流方向的改变。
通过换向器的作用，直流电动机可以顺利地进行正常运转，并实现可靠的反向转向操作。
1.2 文章结构本文将主要围绕直流电动机换向器展开阐述，分为五个部分进行讨论。
首先，在引言部分介绍本文的概述、结构和目的。
其次，在第二部分中详细解释了直流电动机换向器的工作原理，包括换向器的定义、组成部分以及它们在整个系统中所扮演的角色和功能。
接下来，在第三部分中对直流电动机换向过程中涉及到的理论知识进行说明，包括涉及到换向基础原理、换向过程中发生的变化以及该过程对电动机性能所产生的影响。
然后，在第四部分将对直流电动机换向器在实际应用中的应用进行实例分析，对不同类型换向器进行比较与评价，并对成本效益进行分析和优化策略的推荐。
最后，在结论部分总结主要观点，并展望直流电动机换向器的未来发展趋势和研究方向。
1.3 目的本文的目的是为读者提供一个全面、清晰地了解直流电动机换向器工作原理和理论知识的指南。
通过对换向器的概述、组成部分和功能的介绍，能够帮助读者深入理解其在直流电动机运行中扮演的重要角色。
此外，文章还将通过实际案例分析和比较评价不同类型换向器，为读者提供实际应用中的参考和决策依据。
最后，通过结论部分的总结和展望，读者可以得出文章所阐述内容的主要观点，并进一步了解未来直流电动机换向器发展的趋势以及研究方向。
2. 直流电动机换向器的工作原理：2.1 什么是直流电动机换向器：直流电动机换向器（也称为直流电机的可逆控制器）是一种用于改变直流电动机旋转方向的装置。
它在实际应用中起到了至关重要的作用，使得直流电动机可以灵活地实现正转、反转和停止操作。
2.2 换向器的组成部分：换向器通常由以下几个基本组成部分构成：- 线圈或绕组：它们铺设在定子上，包括至少两个互补排列的线圈，其中一个产生磁场以推动转子旋转。
5-直流电机的运行原理与换向--注册电气工程师供配电专业
－
－
3. 转矩
=
U－E
Ra+ Rf
=
T CTΦ
T = CTΦ Ia (1)当 Ia 较小、磁路未饱和时，Φ∝Ia →T ∝Ia2
(2)当 Ia 较大、磁路已饱和时，Φ≈常数 →T ∝Ia
即 T∝Iam (1＜m＜2)
◆ 与并励电动机比较，有如下特点：
① 对应于相同的△T ，△Ia 小； ② 对应于允许的 Iamax ，能够产生的 T 大，
Tst 和 Tmax 较大。
T
◆ 转矩特性：
U = UN 时， T = f (Ia )
O
Ia
4. 转速 n= E
= U－(Ra + Rf ) Ia
CEΦ
CEΦ
=
U －Ra + Rf
CEΦ CECTΦ2
T
(1) 当T = 0 时，Ia = If = 0，Φ =Φr ，
n 很大，n = (5 ~ 6) nN (2) 当T 很小时，Ia 很小，磁路未饱和，
T↑→ Ia↑ →Φ↑ → n 迅速下降； (3) 当T 很大时，Ia 很大，磁路已饱和，
T↑→ Ia↑ →Φ 基本不变 → n下降较少；
n
n
O
T
O
Ia
◆ 转速特性： n = f (Ia )| UN= U
n=
U－
CEΦ
Ra + Rf CEΦ
Ia
=
U－
CE' Ia
Ra + Rf CE'
5. 应用
(1) 特别适用于起重机和电气机车等运输机械;
T = CTΦN Ia
O
Ia
= CT' Ia
直流电机检修与维护—直流电机的换向
改善换向的方法
一、设置换向极 换向极的作用：在元件的换向区域建立一个换向极
磁势，抵消电枢反应磁势，并使合成电势为零，从而改 善电机的换向。
换向极应满足的要求： 1、极性正确 换向极的极性要保证其磁场与交轴电枢反应磁场方 向相反。因此，对于电动机，换向极极性应与沿旋转方 向前面的主极极性相反。
时推迟，此种情况又称为欠补偿换向。
延迟换向，后刷边可能出现火花，对换向不利。
换向的物理过程及火花产生的原因
（3）超越换向 若换向磁场较强，出现合成电势不为零，且
则换向元件中产生附加电流ik，ik帮助换向电流i的变化。 电流改变方向的时刻比直线换向时提前，此种情况又称 为过补偿换向。
超越换向，前刷边可能出现火花， 对换向不利。
换向的物理过程及火花产生的原因
（2）电枢反应电势ea 当电枢旋转时，处于几何中性线上的换向元件，将切
割交轴电枢磁场而产生电枢反应电势ea。
换向的物理过程及火花产生的原因
在发电机中，几何中性线的磁场与元件换向前的磁场相 同，旋转电势ea与电流+ia同向，电动机中，几何中性 线的磁场与元件换向前的磁场相反，因而旋转电势ea与 +ia相反（电动机支路电流与支路电动势相反） 因此，不管是发电机还是电动机，电枢反应电势 的方向与换向前的电流方向相同，其作用也是阻碍电流 换向的。
改善换向的方法
四、设置补偿绕组 换向极的磁势作用区很窄，只能用以抵消几何中性线
附近的电枢磁势，并不能抵消气隙中的全部电枢磁势，消 除磁场畸变。为了获得理想的换向，大型直流电机常在主 磁极极靴上嵌放补偿绕组。象换向极一样，补偿绕组也必 须与电枢绕组串联，并使其磁势方向与电枢磁势方向相反。
改善换向的方法
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直流电机的换向
2）电枢反应电动势（换向电动势）ea 由于电枢 反应使物理中性线相对于几何中性线移动了一个角度， 因而处在几何中性线上的换向元件仍要切割磁感线产 生感生电动势，称为电枢反应电动势，也称为换向电 动势，它的方向也是与换向前的电流方向一致的，根 据右手定则，电枢反应电动势也起着阻碍换向的作用。
直流电机运行的可靠性，在很大程度上取决于电机的换向情 况。换向不理想会使电刷和换向器之间产生火花，火花通常出现 在后刷边（换向器离开电刷的一侧）。如果火花在电刷上的范围 很小，呈微弱的浅蓝色，对电机运行没有什么危害；但如果火花 在电刷上范围较大，比较明亮，呈白色或红色，则将对电机的运 行带来危害，会使电刷与换向器表面灼伤，最后导致电机不能正 常工作。为了衡量火花大小程度，我国电机基本技术标准（表151）中规定了火花的等级。对于一般直流电机，在额定负载下运行 时，火花不应大于（在大于1／2 刷边长的范围内有轻微的火花）。
仅在短时过载或有 冲击负载时允许出 现 仅在直接启动或逆 转的瞬间允许出现， 但不得损坏换向器 及电刷
3
直流电机的换向
1． 产生火花的原因 1）电抗电动势er 就电磁理论方面看，换向元件 在换向过程中，电流的变化必然会在换向元件中产生 自感电动势。此外，因电刷宽度通常为 2~3 片换向片 宽，同时换向的元件就不止一个，换向元件与换向元 件之间会有互感电动势产生。自感电动势和互感电动 势的合成称为电抗电动势。根据楞次定律，电抗电动 势的作用是阻止电流变化的，即阻碍换向的进行。
直流电机的换向
1．感应法 用感应法确定电刷中性线位置时，将直流毫伏表 (最好采用零位在中间的毫伏表)接在相邻两组电刷上， 再将1.5-3V直流电源（或干电池）串接开关SA后接在 励磁绕组上，如图15-1所示。在交替将开关SA接通和 断开的同时，逐步移动电刷的位置，使毫伏表的指针 摆动逐渐减小直至读数为零，此时电刷的位置，便是 电刷的中性线位置。然后紧固刷杆座固定螺栓，再重 复校验一遍，看其是否仍在最佳中性位置上。
直流电机的换向
直流电机的换向
2．正反转发电机法 用此法确定电刷中性线位置时，电机应接成他励 或并励，其输出电压应接近额定值。调整时，使电机 在转速不变、励磁电流不变及变阻器阻值不变的情况 下进行正转和反转，看电机在正反转时电枢的输出电 压是否相等，若不相等，则需移动刷架使之相等。移 动刷架的方法是：应向输出电压高的电枢旋转方向移 动，使其输出电压降低为两差值的平均值，这样反复 调整，直到两个输出电压数值相等为止。
直流电机的换向
2．改善换向的方法 1）加换向极 从产生火花的电磁原因出发，要有效地改善换向， 就必须减小、甚至抵削换向元件中的电抗电动势和电枢 反应电动势。目前最主要的方法是在主磁极之间装设换 向极。换向磁极是比主磁极小的附加磁极，一般装在主 磁极之间的几何中性线上。换向极的作用是为了抵消电 枢磁场的影响，应该使换向极磁场的方向与电枢磁场的 方向相反。对电动机而言，换向磁极的极性应该与顺着 电枢转动方向的下一个主磁极的极性相反；对发电机而 言，则应相同。
直流电机的换向
3．正反转电动机法 用此法确定电刷中性线位置时，电动机最好接成 他励方式进行试验。调整时，使电动机在外拖电压不 变，励磁电流不变的情况下空载进行正转和反转，并 分别测量正反转的转速，若两转速相等，此时电刷所 在的位置，即是电刷的中性线位置。若转速不相等， 则需移动刷架使之相等。移动刷架的方法是：应将刷 架向转速高的电枢旋转方向移动，使其转速降低为两 差值的平均值，这样直到电动机在正反方向旋转时的 转速数值相等或正反转时的转速与其平均值之差都小 于5％为止。
直流电机的换向
2．电刷的调整 按要求调整好各电刷的压力，并保证整机各电刷 的压力一致。各电刷压力的偏差不得超过±10％，压 力的大小可用弹簧秤测量。
直流Байду номын сангаас机的换向
四、直流电机的换向原理 当直流电机的电枢旋转时，绕组元件经过电刷，从一个支路 进入另一个支路，电流的数值和方向都要发生变化。元件中电流 改变方向的过程，称为换向。
直流电机的换向
这两个方向相同的电动势在被电刷短路的换向元 件中就会产生附加电流，且储存着一定大小的磁场能 量。当被短路的换向片离开电刷时，短路回路断开， 在换向元件中储存的能量释放出来，因此，换向元件 中出现延迟换向的现象，造成换向元件离开一个支路 最后瞬间尚有较大的电磁能量，这部分能量以弧光放 电的方式转化为热能，散失在空气中，因而在电刷与 换向片之间出现火花换向过程于是在电刷与换向片之 间便发生火花。
直流电机的换向
（二）电刷的研磨与调整 1.电刷的研磨 电刷与换向器表面接触面积的大小将直接影响到 电机火花等级，对新更换的电刷必须进行研磨，以保 证其接触面积在80％以上。研磨电刷的接触面一般用 0 号砂布，砂布的宽度等于换向器的长度，砂布应能 将整个换向器表面包住，再用橡皮胶布或胶带将砂布 固定在换向器上，如图15-2所示，将待研磨的电刷放 人刷握内，然后按电动机旋转的方向转动电枢，即可 进行研磨。
直流电机的换向
表15-1 火花的等级技术标准
火花 等级 1 电刷下火花程度 无火花 电刷边缘仅小部分 ( 约 1/5 至 1/4刷边长)有断续的几点点状 火花 电刷边缘大部分 ( 大于 1/2 刷 边长 ) 有连续的、较稀的颗粒 状火花 2 电刷边缘大部分或全部有连 续的、较密的颗粒状火花， 开始有断续的舌状火花 电刷整个边缘有强烈的舌状 火花，伴有爆裂声音 换向器上没有黑痕及电刷上没有 灼痕 允许长期连续运行 换向器上有黑痕，但不发展，用 汽油擦其表面即能除去，同时在 电刷上有轻微灼痕 换向器上有黑痕，用汽油不能擦 除，同时电刷上有灼痕；如短时 出现这一级火花，换向器上不出 现灼痕，电刷不烧焦或损坏 换向器上黑痕较严重，用汽油不 能擦除，同时电刷上有灼痕。如 在这一火花等级下短时运行，则 换向器上将出现灼痕，同时电刷 将被烧焦或损坏 换向器及电刷状态 允许运行方式