直流電機換向——電阻換向、電壓換向、補償繞組

在直流電機中，主要有三種方法可以獲得良好的換向。它們是

• 電阻換向
• 電壓換向
• 補償繞組

電阻換向

在改進換向的電阻換向方法中，使用高電阻碳刷。這增加了換向器片和電刷接觸之間的電阻。這種高接觸電阻傾向於迫使短路線圈中的電流根據換向要求反向，然後反向增加。

電壓換向

在電壓換向方法中，進行安排以在正在換向的線圈中感應電壓，該電壓將抵消電抗電壓。該感應電壓與電抗電壓方向相反。如果感應電壓的值等於電抗電壓，則短路線圈中電流的快速反向將發生，並且將實現無火花換向。

有兩種方法可以感應與電抗電壓相反的電壓

• 電刷移動
• 換向極或換向磁極

電刷移動

由於電樞反應的影響，磁中性軸 (MNA) 向旋轉方向（對於發電機）和反向旋轉方向（對於電動機）移動。電樞反應在中性區產生磁通，並且由於該磁通，在換向線圈中感應出一個小電壓。因此，透過將電刷移至新的 MNA，可以獲得無火花換向。

換向極或換向磁極

一些小的勵磁磁極也連線到機器的磁軛上，並放置在主勵磁磁極之間，稱為換向極或換向磁極。換向極的繞組與電樞串聯連線，因為換向極必須產生與電樞電流成正比的磁通。

電樞和換向極產生的磁動勢同時受到相同電樞電流的作用。因此，在中性區中傾向於移動 MNA 的電樞磁通被換向極磁通抵消。因此，無論負載如何，中性軸的位置都得到調整。

在直流電機中，使用以下規則來確定換向極的極性

• 對於發電機，換向極的極性必須與旋轉方向上的下一個主勵磁磁極的極性相同。
• 對於電動機，換向極的極性必須與旋轉方向上的下一個主勵磁磁極的極性相反。

換向極僅提供足以確保良好換向的磁通。它們不會克服由於橫向磁化效應引起的畸變。

補償繞組

為了改善直流電機中的換向，使用換向繞組，透過平衡電樞磁通來消除電樞反應和閃絡的影響。

換向繞組是放置在磁極面上與電樞導體平行的槽中的輔助繞組，並且與電樞串聯連線。補償繞組中的電流方向與電樞繞組相反，因此換向繞組產生的磁通與電樞磁通相反。因此，它們抵消電樞磁通，並且每個磁極的磁通不受電樞磁通的影響，而與負載條件無關。

Manish Kumar Saini

更新於：2021年8月13日

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