電機學直流電機的換向

1、電機學直流電機的換向第1頁，共14頁，2022年，5月20日，5點32分，星期五基本概念：進行換向的元件，稱為換向元件；換向元件中的電流，稱為換向電流；換向元件中電流的變化過程，稱為換向過程； 從換向開始到換向結束所需時間，稱為換向周期；第2頁，共14頁，2022年，5月20日，5點32分，星期五直線換向但是換向過程中， 不可能沒有電勢！t+ia-iai換向元件中的電流由電刷與相鄰兩換向片的接觸面積決定。當回路電動勢為零時， 電流隨時間的變化曲線是一條直線， 稱為直線換向第3頁，共14頁，2022年，5月20日，5點32分，星期五 換向元件中的感應電勢(1) 電抗電勢er換向元件中由于換向電流

2、的變化所引起的自感電勢和互感電勢之和，稱為電抗電勢。Lr：換向元件的電抗系數， 包括自感和互感er的平均值：設電刷寬度bs等于換向片寬度bk， 換向片數為K，換向周期Tk：第4頁，共14頁，2022年，5月20日，5點32分，星期五電抗電勢的特點 電機負載越重或轉速越高， 電抗電勢越大。 電抗電勢的方向阻止換向電流的變化， 因此er的方向必與換向前的元件電流ia的方向一致。第5頁，共14頁，2022年，5月20日，5點32分，星期五換向元件所處的幾何中線處，主磁場幾乎為零；電樞反應磁勢所產生的磁通a正好穿過換向元件。電樞旋轉時， 換向元件切割a 所生電勢ea稱為旋轉電勢。 aeaNSner(2

3、)旋轉電勢第6頁，共14頁，2022年，5月20日，5點32分，星期五旋轉電勢的特點設換向元件匝數為Wk，電樞反應磁勢在換向元件處所生的磁密為Ba， 則ea的平均值：特點：（1） ， 負載越重或者轉速越高， 旋轉電勢也越大。 （2） 據右手定則， ea的方向總是與換向前元件中的電流方向相同， ea與er 方向一致，也是阻礙換向的。 第7頁，共14頁，2022年，5月20日，5點32分，星期五ti電刷下產生火花的原因換向元件中存在兩個方向相同的電勢er和ea， 合成電勢： 合成電勢在換向元件閉合回路中產生的環(huán)流：由閉合轉為斷開時，由ik建立的電磁能量以火花的形式釋放出來。（分為五級)i k第8頁

4、，共14頁，2022年，5月20日，5點32分，星期五改善換向的方法減少換向元件的感應電勢和旋轉電勢，可以有效地改善換向。最有效的辦法：裝換向極。NSaneaerNkSk抵消電樞反應磁勢，使ea0換向極磁勢建立Bk，產生ek，使第9頁，共14頁，2022年，5月20日，5點32分，星期五安裝換向極的要求 換向極應裝在幾何中性線上; 換向極的極性使產生的Bk方向與電樞反應磁勢的方向相反。 換向極繞組必須與電樞繞組串聯(lián)，使在任何時候， eker第10頁，共14頁，2022年，5月20日，5點32分，星期五電位差火花NS電樞反應使氣隙磁場發(fā)生畸變， 使處于Bmax處的元件的感應電勢增大。 當片間電壓Uk超過一定值時， 換向片間產生火花，稱為電位差火花。 第11頁，共14頁，2022年，5月20日，5點32分，星期五環(huán) 火電機內電樞電流急劇增加， 換向元件中電抗電動勢隨之急劇增加， 而換向極鐵芯中渦流的阻尼作用， 換向極磁場不能馬上跟隨變化， 形成嚴重的延遲換向。 電刷下的火花與電位差火花匯合在一起， 形成跨越正、負電刷之間的電弧， 即發(fā)生環(huán)火。 電機在很短時間內 燒毀。 第12頁，共14頁，2022年，5月20日，5點32分，星期五環(huán)火的防止 將極弧下電樞反應磁動勢抵消。第13頁，共14頁，2022年，5月20日，5點32分，星期五防止