直流電機的換向當電樞元件隨著電樞的旋轉，依次從一條支路轉移到另一支路時，各元件中的電流也就從一種流動方向改變為另一種流動方向。
基本介紹
- 中文名：直流電機的換向
- 定義：當電樞元件隨著電樞的旋轉，依次從一條支路轉移到另一支路時，各元件中的電流也就從一種流動方向改變為另一種流動方向
術語介紹
帶換向器的電樞繞組在運行中的一種特有現象。圖1所示為最簡單的直流電機模型，其換向原理如下：假定電樞只有一個線圈abcd，換向器只有兩個換向片，它們分別與線圈首、尾相連線，A與B為靜止的兩個電刷。當線圈在磁極N、S中逆時針轉動時，處於N極下的導體ab產生的電動勢，方向為從b至a,處於S極下的導體cd產生的電動勢方向為從 d至c。但當線圈轉動180°後，導體ab與導體cd位置對調,導體中的電動勢也與原來的方向相反。所以線上圈連續旋轉時，導體及整個線圈的電動勢是在正最大值與負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極下的導體引出端相連，永為正極性；電刷B只與處在S極下的導體引出端相連,永為負極性。故電刷所引導出來的電動勢及電流的方向始終不變，也就是說，對於外電路而言，引出的是直流電。這就是直流電機換向的基本原理。通常,電樞繞組由很多線圈串、並聯而成,其中各線圈電流換向情況還要複雜些。圖2為一個元件（一個單元線圈）在被電刷短路時發生的換向過程。
直流電機
直流電機的換向
這種利用機械方法（換向器和電刷）使元件中電流變換方向的現象稱為換向。換向過程總是與元件被電刷短路的過程相伴隨的。圖2中,當元件a開始被電刷短路時（圖2a），元件電流便進入了換向過程。當元件a脫離短路時(圖2c),換向過程也就結束。整個過程所耗時間稱為換向周期()。換向周期的長短與電刷的寬度及電樞的轉速有關。電刷越寬，轉速越慢，換向周期越長。
換向過程中，由於電流變化，換向元件中會產生自感電動勢，俗稱電抗電動勢。當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內。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生火花。嚴重的火花有時發展成換向器環火而損壞換向器。
改善換向的主要方法是在兩個主磁極之間裝置換向極，用以在換向元件中產生切割電動勢來抵消電抗電動勢。因為電抗電動勢是隨著電流增大而增大的，故換向極繞組需與電樞串聯，使換向極磁場及其相應的切割電動勢也能隨電樞電流同步增大。換向極應接成與電樞電流產生的磁場極性相反。
