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直流電機改善換向的方法

發布日期:2021-07-12 17:22
信息摘要:
改善直流電機換向的方法主要有以下幾種: 1.安裝換向器極 目前,有效的方法是安裝換向器極。為消除換向裝置中感應電動勢和切斷電動勢對換向的不利影響,采用換向極,其磁芯稱為...
改善直流電機換向的方法主要有以下幾種:
1.安裝換向器極
目前,有效的方法是安裝換向器極。為消除換向裝置中感應電動勢和切斷電動勢對換向的不利影響,采用換向極,其磁芯稱為換向極磁芯,換向極間設N、S主極幾何中性線,換向極與電樞繞組串聯,電樞電流勵磁,反轉磁極方向產生與電樞相反方向的磁動勢,除了克服電樞反應磁動勢外,在換向元件所在的氣隙中還建立了換向磁場Bk。換向元件切斷Bk,產生換向電動勢Ek,Ek的方向與Er+Ea的方向相反,以抵消Er+Ea的作用,提高換向性能。
由于Er+Ea與電樞電流成正比,因此產生Ek的換向極磁場也應與電樞電流成正比。因此,換向繞組與電樞繞組串聯,換向磁路不應飽和。為了保持換向器磁路的不飽和性,通常在磁軛和換向器磁極芯之間插入適當厚度的非磁性調節板。
現在,1kW以上的直流電動機都配有換向器極。
2.選擇合適的刷子
電刷與換向器之間存在接觸電阻,可以減小附加電流,改善換向器的性能。直流電動機不使用接觸電阻小的金屬刷,而是使用碳刷和石墨刷。但不能隨意選擇電阻大的電刷,否則電刷與換向器之間的接觸壓降會增大,換向器發熱較多,功率損耗較大。
3.補償繞組
換向器極克服了換向器元件所在的電樞反應磁場的影響,超過此點的電樞反應仍然存在。如果這種效應很強,磁極兩側的磁通量就會產生不同的效應。如果磁極靴處的磁通密度高,則該位置下的電樞繞組電壓過高,與其相連的換向器片之間的電壓差會引起火花。此時,補償繞組與主磁極極靴處的電樞繞組串聯設置,電樞電流流經補償繞組,可完全消除電樞反應。補償繞組實際上只用于大型直流電動機。
4.移動電刷位置
在沒有安裝換向器極的小容量直流電動機中,電刷可以從幾何中性線以適當的角度移動,以改善換向。對于發電機,電刷沿電樞移動,對于電機,電刷沿電樞移動。因此,換向元件離開幾何中性線,進入主磁極。采用主磁極代替換向磁極,感應電動勢EF和ER大小相等,方向相反,相互抵消,從而達到改善換向的目的。
這種方法的缺點是電刷離開幾何中性線后,會產生使主磁場退磁的直軸電樞磁動勢。其次,由于ER隨負載大小而變化,因此EF也應隨負載大小而變化,這就要求電刷的移動角度隨負載大小而變化,這是不可能的。因此,這種方法只適用于負載變化很小的電機。
上述分析基于換向器表面和電刷之間的完全接觸。但是換向器的實際表面總是不可能很圓,而且有灰塵,高速直流電機的電刷仍然存在跳動,特別是鐵路電機本身的振動。在這些場合,通常需要設計更大的換向器電動勢。負載急劇變化的直流電動機也應設計成具有較大的換向電動勢。
 
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