CH1直流电机.ppt

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1、11直流电机的基本工作原理和结构（掌握） 12直流电机的电枢绕组（理解） 13直流电机的磁场（掌握） 14直流电机的电枢电动势、电磁转矩和电磁 功率（掌握） 15. 直流电动机的运行原理（掌握） 16. 直流发电机的运行原理（了解） 17. 直流电机的换向（了解）,第一章 直流电机,一、 直流电机的工作原理： 1、直流发电机的工作原理：,直流发电机电流：内交外直,换向片、电刷： 整流作用,e i同向； e：电源电势,电枢磁场恒定不变,电磁转矩T与转向相反：制动,右手,11直流电机的结构和基本工作原理,直流电机分为直流电动机和直流发电机两大类,2、直流电动机的工作原理：,直流电动机电流：外直内交

2、,换向片、电刷： 逆变作用,e i反向； e：吸收电势,电枢磁场恒定不变,电磁转矩与转向同：驱动,左手,内交外直,外直内交,整流,逆变,相反,相同,制动,驱动,同向,反向,电源,负载,右手,左手,端盖,风扇,机座,电枢,主磁极,刷架,换向器,接线板,出线盒,换向极,直流电机由静止的部分定子和旋转的部分转子、端盖、气隙四大部分构成,二、 直流电机的基本结构：,1、定子部分：定子包括主磁极、换向极、机座和电刷装置等。,1）主磁极：在大多数直流电机中是电磁铁，为了尽可能的减少转子转动时由于齿槽移动引起的铁耗，铁心用11.2mm厚的低碳钢板叠压而成。整个磁极用螺钉固定在机座上。,作用是在定转子之间的气

3、隙中建立磁场,使电枢绕组在此磁场的作用下感应电动势和产生电磁转矩.,2）换向极：换向极又称附加极或间极,其作用是用以改善换向。换向极装在相邻两主极之间，也是由铁心和绕组构成。,3）机座：一：作为电机磁路系统中的一部分，二：用来固定主磁极、换向极及端盖等，起机械支承的作用。 要求机座有好的导磁性能及足够的机械强度与刚度。通常用铸钢或厚钢板焊成。,励磁绕组,固定主磁极的螺钉,主磁极铁心,换向极绕组,换向极铁心,4）电刷装置：电刷的作用是把转动的电枢绕组与静止的外电路相连接，并与换向器相配合，起到整流或逆变器的作用。,把电枢绕组中的交流量转变成电刷端的直流量,电刷组的个数，一般等于主磁极的个数。,刷

4、杆,弹簧压板,电刷,刷握,座圈,2、转子部分：转子又称为电枢，包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、风扇、轴和轴承等。,1）电枢铁心：是电机主磁路的一部分，用来嵌放电枢绕组的，为了减少电枢旋转时电枢铁心中因磁通变化而引起的磁滞及涡流损耗，电枢铁心通常用0.5mm厚的两面涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成,铁心较长时，为加强冷却，可把电枢铁心沿轴向分成数段，段与段之间留有通风孔。,2）电枢绕组：电枢绕组是由许多按一定规律联接的线圈组成，它是直流电机的主要电路部分，也是通过电流和感应电动势，从而实现机电能量转换的关键性部件。,通常用绝缘导线绕成的线圈（或称元件），按一定规律连接而成。,3）换向器:是由多个紧压在

5、一起的梯形铜片构成的一个圆筒，片与片之间用一层薄云母绝缘，电枢绕组各元件的始端和末端与换向片按一定规律连接。换向器与转轴固定在一起。,3.气隙：定子磁极和电枢之间自然形成的间隙，是主磁路的一部分，气隙中的磁场是电机进行机电能量转换的媒介。,3、直流电机的可逆性： 一台直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以作为发电机运行，只是外界条件不同而已。 原动机 拖动电枢 恒速旋转 对负载供电； 电刷端 外加直流电压 带动轴上的机械负载旋转，从而把电能转变成机械能。 这种同一台电机能作电动机或作发电机运行的原理，在电机理论中称为可逆原理。,三、直流电机的额定值： 为了使电机安全可靠地工作，且保持优良的

6、运行性能，电机厂家根据国家标准及电机的设计数据，对每台电机在运行中的电压、电流、功率、转速等规定了保证值，这些保证值称为电机的额定值。 额定值一般都标注在电机的铭牌上，所以也称为铭牌数据，它是正确合理使用电机的依据。,直流电机的额定值有： 1 额定容量： 2 额定电压（V） 3 额定电流（A） 4nN 额定转速： （rmin） 5励磁方式和额定励磁电流 （A）,（功率）（kW）都是指输出。 发电机：电枢绕组输出的电功率； 电动机：转子轴上输出的机械功率。,是指在额定工作条件下，电机出线端的平均电压。 对于电动机是指输入额定电压， 对于发电机是指输出额定电压。,是指电机在额定电压下，运行于额定功

7、率时的电流值。,是指对应于额定电压、额定电流、电机运行于额定功率时所对应的转速。,额定负载时励磁绕组通过的励磁电流,通常由励磁回路串联的变阻器调节。,一台 直流发电机，其额定功率PN145千瓦； 额定电压UN 230伏，额定转速nN =1450转/分， 额定效率N = 90 % , 求该发电机的额定电流及额定运行时的输入功率？,一台直流电动机，其额定功率PN160千瓦； 额定电压UN220伏，额定效率N = 90 % , 额定转速nN =1500转/分，求该电动机的额定电流及额定运行时的输入功率？,12直流电机的电枢绕组,电枢绕组是直流电机的核心部分，在电机的机电能量转换过程中起着重要的作用。

8、 因此，电枢绕组须满足以下要求： 在能通过规定的电流和产生足够的电动势、电磁转矩前提下，尽可能节省有色金属和绝缘材料； 强度高、运行可靠； 结构简单、下线方便。,一、概述,名词术语介绍 （1）极轴线：磁极的中心线； （2）几何中性线：磁极之间的平分线， （3） ：主磁极的极对数； （4）电枢总槽数： Z （5） 极距：相邻两个主磁极轴线之间的距离。 可用槽数表示， （槽） （6）元件（线圈）：是绕组的一个基本单元，可为单匝，也可为多匝；,元件与换向器的连接方式：迭绕组、波绕组和混合绕组,（11）上层边,（7）有效边:元件边放在槽内，能切割磁力线产生感应电势，叫有效边； （8）端接线:放在槽外，

9、通过接入换向片，使所有线圈形成一个闭合回路。,（9）单迭绕组,（10）单波绕组,（12）下层边,（13）元件节距 （第一节距）：元件两条边的距离，以槽数计，总是整数, 整数 :是使凑成整数的分数。,(14)合成节距 :直接相连的两元件对应边在电枢表面的距离。,（15）第二节距y2: 它表示相串联的两个元件中，第一个元件的下层边与第二个元件的上层边之间的距离。,(16)换向器节距 ：每个元件的首末两端所连结的两个换向片在换向器表面上的距离，通常用换向片数K来表示。,二、单迭绕组 元件依次相连，元件的出线端接到相邻的换向片上， 。 第一个元件的下层边（虚线）连接着第二个元件的上层边，它放在第一元件

10、上层边相邻的第二个槽内。,槽数,元件数,换向片数,例:已知某直流电机的极对数 =2 ,槽数Z 元件数S及换向片数K为 ,试画出单叠绕组展开图。,解：1计算绕组数据 因为是单叠，所以 2画绕组展开图: （1）先画16根等长、等距的实线，代表各槽上层元件边，再画16根等长等距的虚线，代表各槽下层元件边。,整距绕组,（2）根据 ，画出第一个元件的上下层边（15槽），令上层边所在的槽号为元件号；,（3）接上换向片，1、2片之间对准元件中心线，之后等分换向器，定出换向片号；,N,S,N,S,（5）放磁极：磁极宽度约为均匀分布在圆周上，N极磁力 线垂直向里（进入纸面），S极向外（从纸面穿出）；,（6）放电

11、刷：对准在磁极轴线下，画一个换向片宽（实际上K很多，电刷宽23片宽）。并把相同极性下的电刷并联起来。,属于同一条支路的各元件的上层边都是处于同一主磁极下，因此一个主磁极就对应于一条支路。,各条支路之间为并联,并联支路数等于磁极数，,（1）元件的两个出线端联接于相邻两个换向片 上； （2）并联支路数等于磁极数， ； （3）整个电枢绕组的闭合回路中，感应电动势的总和为零，绕组内部无“环流”； （4）每条支路由不相同的电刷引出，所以电刷不能少，电刷数等于磁极数； （5）正负电刷之间引出的电动势即为每一支路的电动势，电枢电压等于支路电压； （6）由正负电刷引出的电枢电流 为各支路电流之和，即 （式中

12、为每一条支路的电流，即绕组元件中流过的电流）。,相同元件数时，叠绕组并联支路数多，每条支路里串联元件数少，适用于较低电压、较大电流的电机。,三、单波绕组： 指把相隔约为一对极距的同极性磁场下的相应元件串联起来，象波浪式的前进。,单波绕组的合成节距与换向节距相等。,沿圆周向一个方向绕一周，串联p个元件后，其末尾所处的换向片落在与起始的换向片相邻的位置。,例:已知某直流电机的极对数 =2 ,槽数元件数S及换向片数为 ,试画出单波绕组展开图。,解：1计算绕组数据 因为是单波，所以 2画绕组展开图: （1）先画15根等长、等距的实线，代表各槽上层元件边，再画15根等长等距的虚线，代表各槽下层元件边。,

13、短距绕组,长距绕组,（2）根据 ，画出第三个元件的上下层边（36槽），令上层边所在的槽号为元件号；,（3）接上换向片，3元件的首末端所连接的两个换向片必须相距 片，3、10片的中线之间对准3元件轴线，之后等分换向器，定出换向片号；,（5）放磁极、电刷：磁极宽度约为均匀分布在圆周上；电刷数与磁极数主磁极数，对准在主磁极轴线下，并把相同极性下的电刷并联起来。,电路图与并联支路数,1）同极性磁极下各元件串联起来组成一条支路，支路对数为1，与磁极对数无关；,2）当元件的几何形状对称时，电刷在换向器表面上的位置对准主磁极中心线，支路电动势最大；,3）电刷数等于磁极数；,5）电枢电流等于两条支路电流之和。

14、,4）电枢电动势等于支路感应电动势；,相同元件数时，对于单波绕组，支路对数永远等于1，每条支路里所包含的元件数较多，所以这种绕组适应于较高电压、较小电流的电机。至于大容量的电机，可以采用混合绕组。,1.主磁通和产生它的电流I0之间符合右手螺旋定则；,2.感应电动势E与产生它的磁通之间符合右手螺旋定则；,3.感应电动势E与I0取得相同正方向。,直流电机是应用电磁感应原理进行能量转换的，因此，磁场是产生感应电势和电磁转矩从而实现能量转换的关键。 直流电机的磁场，是绕组中的电流产生的。直流电机中有两种基本绕组，即励磁绕组和电枢绕组。,13直流电机的磁场,励磁绕组的供电方式。,一、直流电机的励磁方式：

15、,积复励,差复励,长复励,短复励,励磁绕组由其他电源供电，励磁绕组Nf与电枢绕组不相连。,复励式： 装有两个励磁绕组，一为与电枢并联的并励绕组，二为与电枢串联的串励绕组。,1、他励式,2、自励式,发电机 ：利用自身发出的电流励磁；,电动机 ：励磁绕组和电枢绕组由同一电源供电。,并励式： 励磁绕组Nf与电枢绕组并联；,串励式： 励磁绕组Ns与电枢绕组串联；,Nf,Ns,Nf,Ns,Nf,二、空载时直流电机的磁场分布： 空载：发电机出线端没有电流输出，电动机轴上不带机械负载，即电枢电流为零的状态。 这时的气隙磁场，只由主极的励磁电流所建立，所以直流电机空载时的气隙磁场，又称励磁磁场。,励磁绕组的串

16、联匝数为 ，流过电流为 每极的励磁磁动势为：,主磁通 ： N极气隙电枢齿槽电枢磁轭电枢铁心齿槽气隙S极定子磁轭N极。 作用：同时交链励磁绕组和电枢绕组，实现能量转换。,漏磁通 ：N极气隙相邻S极磁极。 不能在电枢绕组中感应 电动势及产生电磁转矩， 使电机的损耗加大，效率降低， 增大了磁路的饱和程度， 一般=（1520）。 。,特点： 1）由同一个磁动势所产生 2）所走的路径不同:对应磁路上所产生的磁场分布规律不同。气隙磁场的大小和分布直接关系到电机的运行性能。,极靴下的气隙远远小于极靴之外的气隙， 极靴下沿电枢圆周各点的主磁场将明显大于极靴范围以外，在两极之间的几何中心线处，磁场等于零。,在电

17、枢表面上 磁感应强度为零的地方是物理中性线m-m； 磁极的几何中性线n-n 二者重合。,空载时的每极磁通。与B0曲线和横轴所围成的面积成正比。,空载时的每极磁通。是随磁动势或励磁电流的变化而变化。,磁化曲线： 起始部分：几乎是一条直线。因为主磁通很小时，磁路中的铁磁部分没有饱和，所需磁动势远较气隙中的小得多,后半部分：偏离气隙线而弯曲。磁密不断增加，铁磁部分逐渐步入饱和，磁导率急剧下降，所需磁动势显著增长，磁化曲线最后进入深度饱合。,三、负载时的气隙磁场和电枢磁动势： 1、负载时的气隙磁场：,不论电枢如何转动，电枢电流的方向总是以电刷为界限来划分的。 在电刷两边，N极面下的导体和S极面下的导体

18、电流方向始终相反，只要电刷固定不动，电枢两边的电流方向就不变，电枢磁场的方向不变，即电枢磁场是静止不动的。,电枢反应：电枢磁动势对主极气隙磁场的影响称为电枢反应。,主磁场的磁通密度分布曲线,电枢磁场磁通密度分布曲线,两条曲线逐点叠加后得到负载时气隙磁场的磁通密度分布曲线,四、直流电机的电枢反应（电刷位于几何中心线）,前极尖：电枢进入磁极的极尖,后极尖：电枢离开磁极的极尖,（1）使气隙磁场发生畸变： 电动机：前极尖加强，后极尖削弱 发电机：前极尖削弱，后极尖加强,（2）使物理中性线偏移： 电动机：逆旋转方向离开几何中性线 发电机：顺旋转方向离开几何中性线,（3）对每极磁通的影响： 不计饱和，与空

19、载时相等。 考虑饱和时，起到去磁作用，电机出力减小。,电枢磁场与主磁场轴线正交，这时的电枢磁动势称为交轴磁动势，对主磁场的影响称为交轴电枢反应。,这时电枢磁动势可以分解为两个垂直分量： 交轴电枢磁动势 直轴电枢磁动势 。,当电刷不在几何中性线上时,电刷从几何中性线偏移 角，电枢磁动势轴线也随之移动 角。,14直流电机的电枢电动势、电磁转矩和电磁功率,一、电枢电动势： 电枢电动势是指直流电机正负电刷之间的感应电动势，也就是电枢绕组里每条并联支路的感应电动势。 先求一根导体在一个极距范围内所产生的平均电动势，再求一条支路的。 一个磁极极距范围内，平均磁密用 表示，极距为 ，电枢的轴向有效长度为 ，

20、每极磁通为，则,一根导体的平均电动势为： 又因为： 所以：,因为一条支路里的串联总导体数 （N 为电枢总导体数），于是，电枢电动势为： 式中， 是一个常数，称为电动势常数。,性质: 发电机电源电势(与电枢电流同方向); 电动机反电势(与电枢电流反方向).,直流电机的感应电动势与电机结构、气隙磁通及转速有关。,二、电磁转矩： 电枢绕组中有电枢电流流过时,在磁场内受电磁力的作用,该力与电枢铁心半径之积称为电磁转矩。 由电枢电流产生的电磁转矩是电枢上所有的导体所产生转矩之和。 1）先求一个导体的平均电磁力： 2）平均电磁力乘以电枢的半径，即得到一根导体所受的平均转矩：,3）电机总的电磁转矩则为： 式

21、中： 是一个常数，称为转矩常数， 是电枢总电流，从表达式可以看出，电磁转矩的大小正比与每极磁通和电枢电流。,性质: 发电机制动(与转速方向相反)； 电动机驱动(与转速方向相同)。,三、直流电机的电磁功率,电动机：从电源吸收的电功率，通过电磁感应作用转换成轴上的机械功率。,发电机：原动机克服电磁转矩T的制动作用所做的机械功率，通过电磁感应作用转换成电枢回路所得到的电功率。,机械功率,15. 直流电动机的运行原理,一、直流电机的基本方程,直流电动机的惯例,+,-,驱动转矩,制动转矩,1.电动势平衡方程式:,电枢回路方程,励磁回路方程,电枢回路电阻,励磁回路总电阻,励磁绕组电阻,2.转矩平衡方程式:

22、,负载转矩,总负载转矩,空载转矩,当每极磁通不变时,直流电动机稳态运行时的电枢电流与轴上的总负载转矩成正比.,理想空载时的电枢电流为0,3.功率平衡方程式:,并励回路铜耗 （不变）,电枢回路铜耗,机械损耗 （不变）,铁耗 （不变）,附加损耗 （不变）,空载损耗,总损耗:,电磁功率,电磁功率,输出机械功率,输入电 功率,直流电动机的功率流程图,反应功率转换传输的关系,例: 有一并励电动机，其额定数据如下：P=22KW, UN=110V, nN=1000r/min, = 0.84, 并已知 Rf= 27.5 ，Ra= 0.04 , 试求: (1) 额定电流I , 额定 电枢电流Ia及额定励磁电流I

23、f ; (2) 损耗功率paCu , 及pO ; (3) 额定转矩T; (4) 反电动势E。,解：(1) P2是输出功率，额定输入功率为,额定电流,额定励磁电流,额定电枢电流,（2）电枢电路铜损,励磁电路铜损,总损失功率,空载损耗功率,（3）额定转矩,（4）反电动势,二、直流电动机的工作特性,所谓他励直流电动机的工作特性是指在 ,励磁电流 ，电枢回路不串电阻 时，电动机的转速n、电磁转矩T和效率分别与输出功率P2之间的关系。,直流电动机的工作特性是指在一定条件下，电动机的转速n、电磁转矩T和效率分别与输出功率P2之间的关系。,1.他励（并励）直流电动机的工作特性,电枢电流可直接测量，又是随P2

24、的增加而变大，因此也可将转速n、电磁转矩T和效率分别与Ia间的关系看作工作特性。,（1）转速特性,条件： ， ， 时， 的关系，叫做转速特性。,时的转速： 理想空载转速,忽略电枢反应的去磁作用，转速与负载电流按线性关系变化。,忽略电枢反应的去磁作用，磁通保持额定值。,（2）转矩特性,条件： ， ， 时， 的关系，叫做转矩特性。,忽略电枢反应的去磁作用。,（3）效率特性,条件： ， ， 时， 的关系.,T,不变损耗等于可变损耗时，效率最高。,设计时使 ，效率最高。,电枢回路总电阻估算公式,深度饱和时，磁通基本不变，转速特性按照向下倾斜的直线规律变化。,飞车,2.串励直流电动机的工作特性：,（1）

25、转速特性,条件： ， ， 时， 的关系，叫做转速特性。,负载不得低于额定负载的四分之一,不允许用皮带或链条传动,不饱和时，转速特性按照双曲线规律变化。,（2）转矩特性,条件： ， ， 时， 的关系，叫做转矩特性。,磁路不饱和：抛物线 磁路饱和： 直线,T,（3）效率特性,条件： ， ， 时， 的关系，叫做效率特性。,与并励相似,3.复励直流电动机的工作特性： 复励电动机通常接成积复励，它的工作特性介乎并励与串励电动机的特性之间。如果并励磁动势起主要作用，它的工作特性就接近并励电动机；如果串励磁动势起主要作用，它的工作特性就接近串励电动机。,负载增加,Ia增大,空载时没有飞车的危险,一台并励直流

26、电动机，PN= 96千瓦，UN440伏，IN255安，IfN5安，nN500 转/分，Ra0.078 欧，试求： （1）电动机的额定输出转矩； （2）在额定电流时的电磁转矩； （3）当Ia0 时电机的转速； （4）在总制动转矩不变的情况下，当电枢中串入一电阻0.1 欧而达稳定时的转速。,解：（1）电动机的额定输入转矩,故在额定电流时的电磁转矩,(3)理想的空载转速,(4)总制动转矩不变的情况下，电枢电流不变,当电枢回路串入电阻时,串入0.1欧电阻之后得稳定转速为470rad/min。,（2）,一台并励直流电动机，PN= 96千瓦，UN440伏，IN255安，IfN5安，nN500 转/分，Ra

27、0.078 欧，试求： （1）电动机的额定输出转矩； （2）在额定电流时的电磁转矩； （3）当Ia0 时电机的转速； （4）在总制动转矩不变的情况下，当电枢中串入一电阻0.1 欧而达稳定时的转速。,解：（1）电动机的额定输入转矩,故在额定电流时的电磁转矩,故理想的空载转速,T不变的情况下， 电枢回路不串入电阻时,当电枢回路 串入电阻时,串入0.1欧电阻之后得稳定转速为470r/min。,16. 直流发电机的运行原理,一、直流发电机的基本方程,直流发电机的惯例,+,-,驱动转矩,制动转矩,1.电动势平衡方程式:,电枢回路方程,励磁回路方程,电枢回路电阻,励磁回路总电阻,励磁绕组电阻,2.转矩平衡

28、方程式:,3.功率平衡方程式:,总损耗:,电磁功率,输出电 功率,输入机械 功率,直流电机的功率流程图,反应功率转换传输的关系,（三） 发电机的运行特性,1、他励发电机空载特性,定义：当 、 时，,直流发电机的空载特性是非线性的的，上升与下降的过程是不相同的。实际中通常取平均特性曲线作为空载特性曲线。,空载时， 。由于 ，因此空载特性实质上就是 。由于 正比于 ，所以空载特性曲线的形状与空载磁化特性曲线相同。,对于并励发电机，端电压下降使得励磁电流减少，使每极磁通量减少，使电动势进一步减少。,2、外特性,并励,端电压下降原因： 一是电枢回路上的电阻压降随负载电流增大而增加，使端电压下降,2、外

29、特性,负载电流增大时，端电压有所下降。,二是在励磁电流一定情况下，负载电流增大，电枢反应的去磁作用使每极磁通量减少，使电动势减少。,3、并励直流发电机的自励建压： 直流电机的励磁方式有两种：他励式和自励式， 自励过程的实现：,一定剩磁,原动机推动 发电机至nN,数值不大剩磁电压,不大的电流,励磁绕组,不大的励磁磁动势,方向相同,在0a段，有 即励磁电流随时间增加，对应端电压U也增加 在a点达到稳定值，空载电压建立。,并励发电机的自励条件： 1）电机必须有剩磁。 2）励磁绕组的接线与电枢旋转方向必须正确配合，以使励磁电流产生的磁场方向与剩磁方向一致。 3）励磁回路的电阻不应太大。 发电机的转速不

30、能太低。,一、换向概述,为了分析方便假定换向片的宽度等于电刷的宽度。,直流电机的某一个元件经过电刷，从一条支路换到另一条支路时,元件里的电流方向改变，即换向。,电枢移到电刷与换向片2接触时，元件1被短路，电流被分流。,电刷仅与换向片2接触时，元件1 中的电流方向如图所示，大小为 。,17 直流电机的换向,电刷与换向片1接触时，元件1 中的电流方向如图所示，大小为 。,被电刷短路的元件(换向元件)从短路开始到短路结束,从一条支路转换到另一条支路，元件中的电流方向从+ 变为- 换了一个方向。换向元件中电流的这种变化过程 ，称为换向过程。 换向过程所需的时间称为换向周期TK，通常只有千分之几秒。 如

31、果换向元件中，没有电动势，则无环流。 为直线，称为直线换向。,2、换向元件中的感应电动势,自感电动势 和互感电动势 ：换向元件（线圈）在换向过程中电流改变而产生的。,旋转电动势 ：在几何中性线处，由于电枢反应在存在，电枢反应磁密不为零，在换向元件中感应切割电动势。,换向元件中的合成电动势为：,根据楞次定律，自感电动势、互感电动势和切割电动势总是阻碍换向的。,换向电动势 ：在几何中性线处，换向元件在换向磁场中感应的电动势。换向电动势是帮助换向的。,3.电刷下产生火花的电磁原因 (1)电磁性原因 在合成电动势的作用下，在换向 元件经电刷短路而形成的闭合回路中，将产生环流 。,当电刷将离开换向元件，

32、使原来的闭合回路突然断开时，由环流建立的电磁能量释放出来，形成火花。,(2)机械原因：换向器偏心，电刷松动 (3)电化学原因：换向器表面氧化亚铜薄膜破坏,二、改善换向的方法 1、选择合适电刷增加换向回路总电阻 石墨电刷的接触电阻较大，适用于中小型电机； 金属石墨电刷的接触电阻小，适用于低压大电流的电机； 电化石墨电刷的性能界与前两者之间。 2、装配换向极： （1）换向磁极，位于几何中性线处 （2）换向绕组在换向元件处产生换向磁动势抵消电枢反应磁动势 （3）换向绕组与电枢绕组串联，并且磁路不饱和,3、装配补偿绕组 补偿绕组嵌放在主磁极极靴上专门冲出的槽内或励磁绕组外面，该绕组与电枢绕组串联，产生

33、的磁场方向与电枢反应的磁通方向相反，用以抵消电枢反应的磁通。装配补偿绕组使电机结构复杂，成本增加。因此，只有在负载变化很大的大、中型直流电机中使用。,三、环火及其防止 所谓环火，是指电机正、负电刷之间出现电弧，电弧被拉长，直接从一种极性的电刷跨过换向器表面到达相邻的另一极性的电刷，使整个换向器表面布满环型电弧。 出现环火，可在很短时间内损坏电机。为避免环火现象，采用补偿绕组是有效方法之一。补偿绕组嵌置在主磁极极靴上专门冲制的槽内。其中流过的是电枢电流，所以补偿绕组应与电枢绕组串联，其电流方向与对应极下电枢绕组的电流方向相反，显然它产生的磁动势与电枢反应磁动势方向相反，从而补偿了电枢反应的影响。,