改善直流電機(jī)換向的方法主要有以下幾種:
1.裝設(shè)換向極
目前有效的辦法是裝設(shè)換向極。為消除換向元件中電抗電動(dòng)勢(shì)和切割電動(dòng)勢(shì)對(duì)換向的不利影響而采用換向極,其鐵芯稱為換向極鐵芯,換向極設(shè)置于N、S主磁極之間幾何中性線上,換向繞組與電樞繞組串聯(lián),由電樞電流勵(lì)磁,換向極產(chǎn)生的方向與電樞磁動(dòng)勢(shì)方向相反,除了克服電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)外,還在換向元件所在氣隙建立換向磁場(chǎng)Bk,換向元件切割Bk,感應(yīng)換向電動(dòng)勢(shì)ek,且ek方向與er+ea方向相反,抵消er+ea的作用,改善換向。
由于er+ea與電樞電流成正比,因此要求產(chǎn)生ek的換向極磁場(chǎng)也應(yīng)與電樞電流成正比,所以換向繞組與電樞繞組串聯(lián),且換向磁路不應(yīng)飽和。通常在磁軛與換向極鐵芯之間插入適當(dāng)厚度的非磁性調(diào)節(jié)板,維持換向磁路的不飽和性。
現(xiàn)在,1kW以上的直流電機(jī)都裝有換向極。
2.選用合適的電刷
電刷與換向器的接觸電阻的存在可降低附加電流,改善換向。直流電機(jī)不使用接觸電阻小的金屬電刷,而采用碳質(zhì)、石墨質(zhì)的電刷。但是不能隨意選用電阻大的電刷,否則電刷與換向片間的接觸電壓降增大,換向器發(fā)熱多,電能損耗大。
3.補(bǔ)償繞組
換向極克服了換向元件所在處的電樞反應(yīng)磁場(chǎng)的影響,除此點(diǎn)之外的電樞反應(yīng)仍然存在。若其作用很強(qiáng),則磁極兩側(cè)的磁通增減變大會(huì)存在各種影響。若磁極靴部位磁通密度高,該部位下的電樞繞組電壓就過高,菏澤網(wǎng)站建設(shè)與其相連的換向片之間因電壓差過大而產(chǎn)生火花。這時(shí),在主磁極的極靴處設(shè)置補(bǔ)償繞組與電樞繞組串聯(lián),電樞電流流過補(bǔ)償繞組,可以完全消除電樞反應(yīng)。補(bǔ)償繞組實(shí)際只在大型的直流電機(jī)中使用。
4.移動(dòng)電刷位置
在小容量未安裝換向極的直流電機(jī)中,可以將電刷從幾何中性線處移開一個(gè)適當(dāng)?shù)慕嵌葋砀纳茡Q向,對(duì)于發(fā)電機(jī),電刷順電樞轉(zhuǎn)向移動(dòng),對(duì)電動(dòng)機(jī)反之。于是,換向元件離開幾何中性線進(jìn)入主磁極,利用主磁極代替換向磁極,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ef與er大小相等、方向相反而互相抵消,達(dá)到改善換向的目的。
此種方法的缺點(diǎn)是,電刷離開幾何中性線后,產(chǎn)生對(duì)主磁場(chǎng)起去磁作用的直軸電樞磁動(dòng)勢(shì);其次,由于er隨負(fù)載大小變化,所以ef也應(yīng)隨負(fù)載大小變化,這就要求電刷移動(dòng)的角度隨負(fù)載大小變化,這是不可能的。所以這種方法只適用于負(fù)載變化不大的電機(jī)。