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直流电机的换向过程_直流电机在换向时受哪些因素影响

2020年04月03日 11:35 次阅读

  直流电机的换向

  直流电机的换向当电枢元件随着电枢的旋转,依次从一条支路转移到另一支路时,各元件中的电流也就从一种流动方向改变为另一种流动方向。

  直流电机的换向过程

  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。

  直流电机换向元件中的电势

  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=2WyBalva3.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。

  直流电机在换向时受哪些因素影响

  1、电磁缘由

  在换向时,换向元件中会发生电抗电势和换向电势,这些电势之和普通大于零,称延迟换向。当换向时,后刷边分开一个换向片转向另一个相邻换向片时,换向电流不爲零,有电磁能量贮存在换向元件内,在前个换向片分开电刷时,换向回路被溘然堵截,换向元件中的电磁能量就只要击穿空气而释放,从而发生火花。

  2、机械缘由

  对直流电机的出产而言,由于机械缘由而招致换向不良是一个重要方面。机械方面的缘由良多,例如:立体换向器外表的平整度、粗拙度及拆卸时换向器外表与电机轴线的垂直度;换向器片间绝缘凹陷或换向片凹陷;电刷接触面研磨不好,电刷与换向器外表只要部分接触;电刷上弹簧压力大小分歧适;电刷在刷盒里太松或太紧;各个刷杆之间距离不相等,致使有些电刷所短路的换向元件不在几何地方线上;换向器外表不洁等。

  3、电化学缘由

  正常运转的电机,换向器外表会发生很薄的一层褐色氧化亚铜薄膜。理论标明,氧化亚铜薄膜的存在,是电机良好换向的必要前提。这是由于氧化亚铜薄膜自身不只具有较高的电阻,且其外表还常吸附着薄层水份、氧气和石墨粉末,具有良好的光滑作用,有利于增加电刷和换向器的磨损。

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