改善换向的目的在于消除或削弱电刷下的火花。由于电磁原因是产生火花的主要因素,所以下面主要分析如何消除或削弱由此引起的电磁性火花。
电机用电刷的型号规格很多,其中炭一石墨电刷的接触电阻最大,石墨电刷和电化石墨电刷次之,铜一石墨电刷的接触电阻最小。直流电机如果选用接触电阻大的电刷,有利于换向,但接触压降较大,电能损耗大,发热厉害,同时由于这种电刷允许的电流密度较小,电刷接触面积和换向器尺寸以及电刷的摩擦都将增大。设计制造电机时综合考虑两方面的因素,选择恰当的电刷牌号。
在使用维修中,欲更换电刷时,必须选用与原来同一牌号的电刷,如果实在配不到相同牌号的电刷,那就尽量选择特性与原来相接近的电刷,并全部更换。
改善直流电机换向最有效的办法是装设换向极,换向极装设在相邻两主磁极之间的几何中心线上。加装换向极的目的,主要是让它在换向元件处产生一个磁通势,首先把电枢反应磁通势抵消掉,使得切割电动势为0;其次还得产生一个气隙磁通密度,换向元件切割此磁场产生感应电动势去抵消电抗电动势。换向极绕组应与电枢绕组相串联,使换向极磁场也随电枢磁场的强弱而变化,换向极极性的确定原则是使换向极磁场方向与电枢磁场方向相反。当换向极安装正确时可使合成电动势大为减小,甚至使∑e=0,换向为直线换向。1 kW以上的直流电机,几乎都安装换向极。
由于电枢反应的影响把主磁极下气隙磁通密度曲线扭歪了,这样就增大了某几个换向片之问的电压。在负载变化剧烈的大型直流电机内,有可能出现环火现象,即正负电刷问出现电弧。电机出现环火,可以在很短的时间内损坏电机。防止环火出现的方法是在主磁极上安装补偿绕组,从而抵消电枢反应的影响。
补偿绕组与电枢绕组串联,它产生的磁通势恰恰能抵消电枢反应磁通势。这样,当电机带负载后,电枢反应磁通势被抵消,不会再把气隙磁通密度曲线扭歪了,从而可以避免出现环火现象。补偿绕组装在主磁极极靴里,有了补偿绕组,换向极的负担减轻了,有利于改善换向。 2100433B