改善换向的方法

产生火花的电磁原因是换向元件中出现了附加电流ik，因此要改善换向，就得从减小、甚至消除附加电流ik着手。

1.选择合适的电刷

从式（5-16）可见，当ex+ev一定时，可以选择接触电阻（R1、R2）较大的电刷，从而减小附加电流赖改善换向。但它又引起了损耗增加及电阻压降增大，发热加剧，电刷允许流过的电流密度减小，这就要求应同时增大电刷面积和换向器的尺寸。因此，选用电刷必须根据实际情况全面考虑，在维修更换电刷时，要注意选用原牌号。若无相同牌号的电刷，应选择性能接近的电刷，并全部更换。

2.移动电刷位置

如将直流电机的电刷从几何中性线n-n移动到超过物理中性线m-m的适当位置，如图5-33（a）中v-v所示，换向元件位于电枢磁场极性相反的主磁极下，则换向元件中产生的旋转电动势ev为一负值，使-ev+ex≈0，ik≈0，电机便处于理想换向。所以对直流电动机应逆着旋转方向移动电刷，如图5-33（a）所示。但是，电动机负载一旦发生变化，电枢反应强弱也就随之发生变化，物理中性线偏离几何中性线的位置也就随之发生变化，这就要求电刷的位置应作相应的重新调整，实际中是很难做到的。因此，这种方法只有在小容量电机中才采用。

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图5-33　改善换向的方法

（a）移动电刷位置改善换向；（b）安装换向极改善换向

3.装置换向极

直流电机容量在1kW以上一般均装有换向极，这是改善换向最有效的方法，换向极安装在相邻两主磁极之间的几何中性线上，如图5-33（b）所示。改善换向的作用是在换向区域（几何中性线附近）建立一个与电枢磁动势Fa相反的换向极磁动势Fk，它除了抵消换向区域的电枢磁动势Fa（使ev=0）之外，还要建立一个换向极磁场，使换向元件切割换向磁场产生一个与电抗电动势ex大小相等、方向相反的电动势，使得+ex=0，则ik=0，成为理想换向。为了使换向极磁动势产生的电动势随时抵消ex和ev，换向极绕组应与电枢绕组串联，这时流过换向极绕组上的电流ia，产生的磁动势与ia成正比。且与电枢磁动势方向相反便可随时抵消。

换向极极性应首先根据电枢电流方向，用右手螺旋定则确定电枢磁动势轴线方向，然后应保证换向极产生的磁动势与电枢磁动势方向相反，而互相抵消，即电动机换向极极性应与顺着电枢旋转方向的下一个主磁极极性相反，如图5-33（b）所示。