TMS320C6416CGLZ6E3轉過180°后,黑色電刷僅與換向器的白色片接觸,而白色電刷僅與換向器的黑色片接觸。

由于換向器的轉換作用,黑色電刷總是和向下運動的線圈一邊相接觸,而白色電刷總是與向上運動的線圈一邊相接觸。盡管電樞線圈黑、白兩邊中的實際電流方向是改變的,但在換向器的作用下.使通過外電路或儀表中的電流總是沿著一個方向流動。位置(d)畫出了這種情況。

在圖4.2-4中畫出了電樞轉動一周其電樞電壓的變化情況,可以看到,發電機的輸出電壓盡管有幅值上的變化,但沒有方向上的變化,因此,發電機輸出的是直流電。換向器的換向過程有時也稱為整流,因此,換向器又稱為整流子。

圖4.2-4 單線圈電樞上產生的感應電動勢

在每一個電刷與整流子的兩片同時接觸的瞬間(圖4.2-4中位置A、C和E),電路處于短路狀態c如果此時線圈中產生感應電動勢的話,在電路中將產生很大的電流,這樣會在整流子上產生電弧,從而損傷整流子。因此,電刷必須被準確地安裝在發生短路時感應電動勢恰好為零的位置上,這個位置稱為中性面。

多線圈的效應,圖4.2-4所示的發電機所產生的電壓在線圈每轉一周時二次從零變到最大值。直流電壓的這種變化稱為“波紋”,這將使輸出直流電壓不穩定。要改變這一缺點,可以采用增加電樞線圈的方法,即:采用多個電樞繞組以減小輸出電壓的波動。

從圖4.2-5中可以看到,隨著電樞線圈數量的增加,電壓最大值和最小值之差減少,因此發電機的輸出電壓趨近于―個穩定的直流電壓值。輸出電壓的波動范圍被限制在A點與B點之間。從圖中可以看出:整流子的片數與電樞線圈的數量成正比增加,即一個線圈需要兩個整流片,兩個線圈需要四片,四個線圈則需要八片。可見,電樞線圈越多,發電機輸出電壓的波紋越小。

換向理論,換向就是將單匝電樞線圈中的電流改變方向,并導引直流電流流到外電路。這需要每一個整流片在一定的時間間隔內與電刷接觸,通過電刷將電流傳送到外電路。如圖4.2-7所示,換向同時發生在兩個線圈被短路的瞬問。線圈B的一個出口被負電刷短路,線圈B的另一個出口被正電刷短路G因為這一位置是機械中性面,線圈中沒有感應電壓產生、所以電刷與整流片之間不會產生電弧現象。

隨著轉子的旋轉,當線圈A取代線圈B的位置時,線圈A處于機械中性面,其電流減小為零,旋轉在這一瞬間,圍繞在線圈A周圍的磁通也突然變為零,于是,線圈上產生了自感電動勢,阻礙線直流發電機的換向圈中電流的減小。因此,如果這個自感電動勢不被中和,那么,線圈A中的電流將不會減小。因此,自感電動勢起到了延遲線圈A中電流為零的作用,這種延遲將引起電刷與整流片之問產生電弧。當整流片與電刷接觸不良時,打火現象更強烈,并在整流片上燒出電弧疤痕。

在電樞線圈中,電流的換向速度是很快的。例如,在一個普通的四磁極直流發電機中,每分鐘一個電樞線圈要完成幾干次換向過程。因此,實現無電弧換向,避免換向器損壞是非常重要的。措施之一是改變電刷的位置,發電機中的電樞反應.

發電機中的電樞反應是由電樞電流產生的磁場引起的。在沒有電樞電流時,磁場形狀如圖4.2-8(a)所示,發電機內的磁力線全部由勵磁線圈產生.機械中性面AB與勵磁磁場磁力線垂直。當電樞導體旋轉到機械中性面時,它的運動方向與磁力線平行,電樞導體不切割磁力線,因此,沒有感應電壓在電樞導體上產生c在機械中性面時,電刷接在兩個整流片上將電樞線圈短路,由于線圈上沒有感應電壓,所以沒有電流在電樞回路中流動,電刷上沒有電弧產生。

當負載跨接在電刷兩端時,電流在電樞線圈中流動,從而形成了電樞電流,于是,電樞上也產生了磁場。此時,電樞鐵心可以被看成一個電磁鐵。電樞電流建立的電樞磁場如圖4.2-8(b)所示。可見,電樞磁場與勵磁磁場方向垂直。這種電樞電流產生的磁化作用被稱為正交磁化,它只在電樞電流存在時才表現出來,并且正交磁化強度與電樞電流成正比。

當勵磁動時,電樞磁場與勵磁磁場將相互疊加,電機內部磁場產生變形,這貍理家塑邊蟲摳反應。

為電樞去磁磁場,電樞反應還使機械中性面負載,電樞磁場有用這種AB發生偏移,變為A′B′,稱為電氣中性面,如圖4.2 Js(c)所示。電刷可以偏移到A′B′上,以便減小電弧。

電樞反應的補償,減小電樞反應的影響,可以通過下列方法實現,增加補償繞組.

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