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1、电机学直流电机的换电机学直流电机的换向向第1页，本讲稿共14页基本概念：基本概念：进行换向的元件，称为换向元件；换向元件中的电流，称为换向电流；换向元件中电流的变化过程，称为换向过程；从换向开始到换向结束所需时间，称为换向周期；第2页，本讲稿共14页直线换向直线换向但是换向过程中，不可能没有电势！t+ia-iai换向元件中的电流由电刷与相邻两换向片的接触面积决定。当回路电动势为零时，电流随时间的变化曲线是一条直线，称为直线换向第3页，本讲稿共14页 换向元件中的感应电势换向元件中的感应电势(1)电抗电势er换向元件中由于换向电流的变化所引起的自感电势和互感电势之和，称为电抗电势。Lr：换向元件
2、的电抗系数，包括自感和互感er的平均值：设电刷宽度bs等于换向片宽度bk，换向片数为K，换向周期Tk：第4页，本讲稿共14页电抗电势的特点电抗电势的特点 电机负载越重或转速越高，电抗电势越大。电抗电势的方向阻止换向电流的变化，因此er的方向必与换向前的元件电流ia的方向一致。第5页，本讲稿共14页换向元件所处的几何中线处，主磁场几乎为零；电枢反应磁势所产生的磁通a正好穿过换向元件。电枢旋转时，换向元件切割a 所生电势ea称为旋转电势。aeaNSner(2)旋转电势第6页，本讲稿共14页旋转电势的特点旋转电势的特点设换向元件匝数为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：特
3、点：（1），负载越重或者转速越高，旋转电势也越大。（2）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。第7页，本讲稿共14页ti电刷下产生火花的原因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：合成电势在换向元件闭合回路中产生的环流：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。（分为五级)i k第8页，本讲稿共14页改善换向的方法改善换向的方法减少换向元件的感应电势和旋转电势，可以有效地改善换向。最有效的办法：装换向极最有效的办法：装换向极。NSaneaerNkSk抵消电枢反应磁势，使ea0换向极磁势建
4、立Bk，产生ek，使第9页，本讲稿共14页安装换向极的要求安装换向极的要求 换向极应装在几何中性线上;换向极的极性使产生的Bk方向与电枢反应磁势的方向相反。换向极绕组必须与电枢绕组串联，使在任何时候，eker第10页，本讲稿共14页电位差火花电位差火花NS电枢反应使气隙磁场发生畸变，使处于Bmax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。第11页，本讲稿共14页环环 火火电机内电枢电流急剧增加，电机内电枢电流急剧增加，换向元件中电抗电动势随换向元件中电抗电动势随之急剧增加，之急剧增加，而换向极铁芯中涡流的阻尼作用，而换向极铁芯中涡流的阻尼作
5、用，换向换向极磁场不能马上跟随变化，极磁场不能马上跟随变化，形成严重的延迟换向。形成严重的延迟换向。电刷下的火花与电位差火花汇合在一起，电刷下的火花与电位差火花汇合在一起，形成跨越正、形成跨越正、负电刷之间的电弧，负电刷之间的电弧，即发生环火。即发生环火。电机在很短时间内电机在很短时间内 烧毁。烧毁。第12页，本讲稿共14页环火的防止环火的防止 将极弧下电枢反应磁动势抵消。第13页，本讲稿共14页防止环火的措施防止环火的措施在主磁极的极靴装补偿绕组，在主磁极的极靴装补偿绕组，并与电枢并与电枢绕组串联。产生的磁势方向与电枢反应磁绕组串联。产生的磁势方向与电枢反应磁势相反。势相反。第14页，本讲稿共14页