直流机换向器基础知识.docx

换向器是一种用于交流电机或直流电机的开关电路。当电机的转子运动到特定位置时，交、直流电机的电源被切换到不同的电极上，从而改变电机转子上绕组的极性并使电机继续运动。换向器一般由多个切换电极组成。直流电动机转子转动（电枢绕组运动或者受力）是因为通电的电枢绕组在磁场里受到电磁力，所以前提是电枢中有电流，所以直流电动机要想启动需要有电枢电流；而交流电动机启动时只要对定子通入交流电，就会产生一个旋转磁场，这个磁场由于是运动的。所以转子绕组会感应出电动势，只要转子绕组能够形成闭合回路，就会产生电流，就会感应出电磁力拖动转子进行转动，所以交流电动机转子运动的前提是磁场在旋转，这是两者在运动初始状态时的不同。即直流电动机启动的过程为：磁场+通有电流的电枢绕组绕组中有感应的电磁力拖动转子转动。而交流电动机的启动过称为：定子接入三相交流电定子旋转磁场使处于旋转磁场中的转子绕组产生感应电动势由于转子绕组形成了闭合回路（前提），所以转子绕组中产生了电流转子绕组产生感应电磁力拖动转子进行旋转。直流电机的电枢绕组，是由带绝缘的导线组成一个个的线圈元件，并嵌放地电机枢铁芯槽内，这些线圈按照一定的规律与换向片连接。线圈元件可能是单匝也可能是多匝，一般小容量电机为多匝结构，而大规格电机为单匝结构，换向片的数量与电机的槽数直接相关。当每槽每层只有一个元件边时，换向片数与槽数相等，只有绝缘片中心与铁心槽或齿中心对正时，才能实现端接对称的绕组，这时电刷只要放在主极轴线下的换向片上，就能获得最大电势，被电刷短路的元件的电势等于零或接近于零。当每槽每层不止一个元件边时，是不可能每个绝缘片中心与铁芯槽对正的，但整数对换向片的中心线应与铁芯槽或齿中心线对正。若不按以上规则压装，电刷位置应相应地移过同一个角度。在实际的应用过程中我们发现，有的直流电机换向片数量为奇数，也有的为偶数，这与电机槽数和绕组类型直接相关，如，单波绕组电动机的电枢槽数，绕组元件数，换向片数都不能是偶数，必须是奇数，否则电枢嵌线后无法接成闭合回路。永磁直流电动机为了增大电枢电阻，一般采用单波绕组，所以它们的换向片数是奇数而不是偶数。直流电机是由电枢绕组和永磁体或电磁铁芯组成的，电枢绕组制成绕组中心轴的平行线圈，支撑四个铜片和碳刷。每个铜片都与一个刷子相连。直流电动机通过自身电枢的旋转实现运转。因此，直流电动机需要使用换向器来改变转子电极的极性，使电机在不断变化的磁场中正常运行。换向器的优缺点及如何使用优点：换向器可以帮助电机实现正、反转以及速度控制，从而提高了电机的可控性和效率。另外，换向器的使用可以大大延长电机的使用寿命。缺点：换向器会增加电机的复杂性和成本，并增加了故障的可能性。合理使用换向器的方法：在选择换向器时，需要仔细考虑电机的需求和性能，并选择适合的型号。同时，在使用换向器时需要注意保护电机并注意换向器的维护和维修。