1 8 直流电动机的换向ppt课件

1、第八节直流电机换流，一、直流电机换流过程二、换向回路中电位三、改善换流的方法，一、直流电机换流过程，一个线圈换流过程图中电刷固定，电枢绕组和整流子以一定速度从右向左移动。 图(a ) :电刷仅与节段1接触，线圈k属于电刷的右分支路，电流成为线圈ia，线圈k开始节段。 图(b ) :表示刷子与云同步上的分段1和2接触，线圈k被刷子短路，存在变化为线圈的电流I，该线圈被分段。 图(c ) :在电刷仅与分段2接触的情况下，线圈k已经属于电刷的左分支路径，电流在相反方向上为-ia。 线圈k的换流结束.从电枢线圈所在的分支路通过电刷进入别的通路，可以看出线圈内的电流从一个方向变为另一个方向。 这个电流方

2、向的变换叫做换流。 线圈k称为换流线圈。 换流过程经过的时间称为换流周期TK，换流周期极短，通常只有千分之几秒，但线圈电流从ia转换为ia。 换流线圈内的电位为零，变化规律如图1所示。 但是，实际上，在换流过程中换流线圈出现以下2个电位，这些个2个电位影响电流的变化，因此并非如此。 直流电动机的换流过程，为了便于分析，假定换流片的宽度与电刷的宽度相等。 有直流电机的元件通过电刷，从一个分支路径切换到另一个分支路径，元件内的电流方向就会改变。 当电枢移动到电刷上并接触节段2时，元件1短路，电流被分流。 如果刷子与段1接触，则元件1中的电流方向如图所示，大小为。 只是电刷与节段2接触的情况下，元件

3、1中的电流方向如图所示，节段1的大小是节段的问题复杂，在节段与节段之间产生节段不良火花。 如果火花大到某种程度，则电刷和整流子的表面破损，电动机有可能无法正常动作。 产生火花的原因很多，除了电磁原因之外，还有机械原因。 另外，换流过程伴随着电化学和电热学等现象。 从元件的换流开始到换流结束的经过时间称为换流周期。 换流周期通常只有千分之几秒。 在直流电动机运转中，电枢绕组的各元件在通过电刷时经过换流过程。 二、根据换向回路的电位、一个电抗电位ex (1)电抗电位的形成图(b )可知，换流时换流线圈中的电流I的大小、方向急剧变化，产生自电感量电位。 向云同步换流的线圈有多个，电流的变化除了分别产

4、生自身电感量电位以外，在各线圈间也产生互感电动势电位。 自电感量电位和互感电动势电位的总和称为电抗电位。 (2)根据电抗电位的作用电磁效应原理，由于电抗电位总是阻碍换流线圈中的电流变化，即阻碍换流，所以电抗电位的方向与换流线圈的换流方向一致。 (3)电阻抗电位的大小是因为，即电阻抗电位ex与电枢电流Ia成比例。2电枢反应电位ea (1)电枢反应电位的形成，因为刷被放置在主极轴线下的分段上，分段线圈的有效边一般在几何中心线上。 在此，主极磁场等于零，但存在电子磁场，换流线圈切断电子磁场产生感应电位，称为电子反应电位。 (2)关于电枢反应电位的作用、直流电滚子，电枢电流和电枢磁场的分布如图所示。

5、从左手定律可以判定电枢是从右向左移动的。 根据电枢磁场的分布和电枢的运动方向，判断因右手定则而位于几何中心线上的导体(换流线圈边)的感应电位方向与换流线圈的电流方向一致。 因此，电枢的反应电位也经常阻碍换流线圈电流的变化，即阻碍换流。 发电机的情况也是一样。 (3)电枢反应电位的大小根据电磁效应定律，在换流线圈中出现的电阻电位和电枢反应电位都阻碍电流的变化，即阻碍换流。这个阻碍作用看起来像是延迟了电流的换流。 换流元件中的电动势：自电感量电动势和互感电动势电动势：换流元件(线圈)在换流中电流发生变化。 切断电势：在几何中性线中，由于存在电枢反应，所以电枢反应磁密封不为零，在换流元件中感应切断电

6、势。 换流元件中的合成电势：根据楞勃定律，自电感量电势、互感电动势电势、切断电势总是阻碍换流。 换流电动势：在几何学中性线中，换流元件被换流磁场感生电动势。 换流电动势帮助换流。 三、改善换流的方法是，换流不理想的话，电刷下面会产生火花，严重的情况下直流电机很难运转。 产生火花的原因除了电磁的原因以外，还可以认为是因为换向器的表面不平坦，不清扫，换向器片之间有绝缘突出，电刷和换向器的接触压力不适当等。 为了改善换流，从减少或消除换向回路上的合成电位、增大刷接触电阻开始。 一般的方法有以下3种。 1装置转向极的作用：除了消除交轴电枢磁场外，还产生磁密度为BK的磁场，转向线圈切断该磁场产生转向电位

7、eK来消除电抗电位eX，使转向线圈中的合成电位尽可能接近零，达到改善转向的目的。 换流极的位置：位于主磁极之间的几何中性线。 换向极的位置和极性、装置换向极必须注意的问题： (1)换向极的极性通过换向极的作用产生适当的外部磁场来抵消交轴电枢磁场，因此通过交轴电枢磁场的方向(通过电枢电流的分布可以由右手定则确定)能够确定换向极产生的磁场的方向的对向极的极性， 电滚子中对置极的极性应与沿旋转方向的前一主磁极的极性相反，发电机中的换流极的极性应与沿旋转方向的前一主磁极的极性相同，可以得出电滚子中的对置极的极性应与沿旋转方向的前一主磁极的极性相反的结论。 (2)换流极线圈与电枢线圈串联电动机运转时，电

8、抗电位、电枢反应电位的大小与电枢电流成正比，因此产生换流电位的换流极磁场也与电枢线圈串联连接，在换流极线圈中通过电枢电流产生的换流极磁场与电枢电流成正比。 这样，除了换流极磁场抵消交轴电枢磁场之外，还保证产生总是减弱或抵消电阻电位eX的换流极电位eK。 (电枢绕组和转极绕组串联连接在电动机内部)，(3)转极磁路应该在低饱和状态下处于转极磁路，磁密BH和电枢电流Ia的关系由磁路的饱和度决定。 仅仅当磁路没有饱和时，可以确保BH与Ia成比例，即，eH与Ia成比例。 为了使换流极的磁路饱和，在设置、修正电动机时，通常较大地取得换流极的空气隙，但单纯地增大换流极和电枢间的空气隙时，泄漏磁通增加。 因此

9、，如图所示，空气隙通常被分成电枢和换向极片之间的第1空气隙、以及极根和极片之间的第2空气隙。 第二空气隙垫非磁性瓦斯气体插座(铜片或塑料片)。 采用第二空气隙可以减少泄漏磁通并在获得相同大小的BH的情况下降低极化磁路的饱和度，并可以与Ia成比例地改变BH。 增加2换向回路的电阻如前所述，如果换向回路的电位为零，则可以得到直线换流，直线换流是最佳换流形式。 但是，由于换流线圈中存在电感量，因此换流延迟、过度延迟是产生火花的重要原因之一。 延迟的程度由电路中的电阻和电感量的比决定，如果增大换向回路的电阻，则电感量的影响相对变弱。 增加电阻的最有效方法是增加电刷的接触电阻，影响接触电阻的主要因素是电刷材料和整流子表面的化学状态。国产刷分为黑金属铅刷接触电阻最大、电气化墨水刷其次是金属黑金属铅刷最小的3种。 正常工作的电机，在整流子表面形成氧化膜，不仅可以提高整流子表面的硬度，提高耐磨性，还可以增加接触电阻，改善换流。 正常的氧化膜应该呈均匀、稳定、有光泽的褐色。 3装置补偿绕组补偿绕组如图所示，嵌入主磁极极片的槽中。 补偿绕组的作用是在补偿绕组中流过电流时，产生与电枢磁场大小相等方向相反的磁场，以抵消电枢反应磁场。 为了使补偿绕组的磁场能够随时抵消电枢磁场，请将补偿绕组与电枢绕组