2.2.4 直流电动机的换向

1.直流电动机的换向问题

1）直流电动机每个支路所含元件总数相等，但是，就某一个元件而言，所在支路常常变化，且由一个支路换到另一个支路时，往往需要经过电刷；此外，电动机带负载后，电枢中同一支路里各元件的电流大小与方向都一样，相邻支路里电流大小虽然一样，但方向相反。可见，某一个元件经过电刷，从一个支路换到另一个支路时，元件里的电流必然变换方向。这就是直流电动机的换向问题。

2）换向问题复杂，换向不良会在电刷与换向片之间产生火花，火花达到一定程度时，可能损坏电刷和换向器表面，使得电动机无法正常工作。引起火花的原因除了电磁外，还有换向器偏心、换向片绝缘突出、电刷与换向器接触不好等机械因素，以及换向器表面氧化膜破坏等化学因素。

2.直流电动机的换向极

为了消除电磁引起火花，通过增加图2-17中N_i、S_i所示换向极，减小换向元件的自感电动势、互感电动势和切割电动势，达到改善换向的目的。如1 kW以上的直流电动机都装有换向极。

图2-17 换向极电路与极性

1）换向极装在主磁极之间，换向极绕组产生磁通势的方向与电枢反应磁通势方向相反，大小比电枢反应磁通势大，以抵消电枢反应磁通势，剩余的磁通势在换向元件里产生感应电动势，抵消换向元件的自感电动势和互感电动势，可以消除电刷下的火花，改善换向。

2）换向极极性确定原则，换向极绕组产生的磁通势方向与电枢反应磁通势方向相反，通过将换向极绕组与电枢绕组串联，其中都流过同一个电枢电流。可见，对于直流发电机，顺着电枢旋转方向看，换向极极性应和下面主磁极极性一致；针对直流电动机，应与主磁极极性相反。一台直流电动机按照发电机确定换向极绕组的极性后，运行于电动机状态时，不必做任何改动，因为电枢电流和换向极电流同为一个电流。