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直流电机的换向

2020-8-23 19:29| 发布者: admin| 查看: 707| 评论: 0|原作者: 佚名|来自: 网络

摘要: 旋转着的电枢某元件从一个支路转换到另外一个支路时,元件中的电流变化的过渡过程称为换向过程。 一、换向过程分析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 ...
旋转着的电枢某元件从一个支路转换到另外一个支路时,元件中的电流变化的过渡过程称为换向过程。
一、换向过程分析
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。
二、换向元件中的电势
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=2Wy Ba l va3.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。
三、影响换向的因素
电磁因素:电抗电势和切割电势阻碍换向.机械、化学、材料等原因
机械方面的原因如:换向器偏心、片间绝缘凸出、某个换向片凸出、电刷与换向器表面接触不好等等;化学方面:高空缺氧、缺水、某些化工厂的电机,都可能破坏换向器表面的氧化亚铜薄膜而产生火花。
四、改善换向的方法
1.装换向极:在换向元件处产生一个磁势以抵消该处的电枢反应磁势。再产生一个磁密,换向元件切割该磁密时产生一个能抵消电抗电势的电势。换向极绕组应与电枢绕组串联。
   换向磁极的极性判断原则:    对直流发电机是:顺转向看与主极极性相同;    对直流电动机是:逆转向看与主极极性相同。


2.装补偿绕组:装置在磁极表面的槽内,产生抵消电枢反应的磁势,与电枢绕组串联。


3.移动电刷位置:对于未装换向极的小型串励直流电机,把电刷从几何中性线(与处于几何中性线处的导体接触)移动一个适当的小角度,使得换向元件产生的感应电势与换向后的电流方向相同。但是电刷移动后,会产生直轴去磁电枢反应,导致电压有些降低、转速稍有升高,可能引起运行不稳定,故此方法旨在小容量电机中采用。
判断电刷移动的方向: 对直流发电机是顺转向移动一个小角度;
对直流电动机是逆转向移动一个小角度。


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