STR-H2003在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)的線圈在各種位置所產(chǎn)生的直流電壓的情況分析如下:

在位置(a)時(shí),線圈順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn),但線圈兩邊不切割磁力線,因而也不產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。圖中表明黑色電刷正開始與黑色換向片接觸,而白色電刷正與白色換向片接觸。

在位置(b)時(shí),線圈切割磁力線的根數(shù)最多(即磁通的變化率最大),因而感應(yīng)電動(dòng)

勢(shì)最大。這時(shí),白色的電刷正與白色換向片接觸,儀表指針向右偏轉(zhuǎn),指示出輸出電壓的極性。

在位置(c)時(shí),線圈剛好轉(zhuǎn)過(guò)180°,線圈不切割磁力線,輸出電壓再次為零。此時(shí),

應(yīng)該注意電刷與換向器兩個(gè)片的接觸情況:在180°角的位置時(shí),黑色電刷正與換向器一側(cè)的黑、白兩片同時(shí)接觸,而白色電刷正與換向器另一側(cè)的黑、白兩片同時(shí)接觸。在線圈稍稍轉(zhuǎn)過(guò)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(zhuǎn)換作用,黑色電刷總是和向下運(yùn)動(dòng)的線圈一邊相接觸,而白色電刷總是與向上運(yùn)動(dòng)的線圈一邊相接觸。盡管電樞線圈黑、白兩邊中的實(shí)際電流方向是改變的,但在換向器的作用下.使通過(guò)外電路或儀表中的電流總是沿著一個(gè)方向流動(dòng)。位置(d)畫出了這種情況。

在圖4.2-4中畫出了電樞轉(zhuǎn)動(dòng)一周其電樞電壓的變化情況,可以看到,發(fā)電機(jī)的輸出電壓盡管有幅值上的變化,但沒(méi)有方向上的變化,因此,發(fā)電機(jī)輸出的是直流電。換向器的換向過(guò)程有時(shí)也稱為整流,因此,換向器又稱為整流子。

在每一個(gè)電刷與整流子的兩片同時(shí)接觸的瞬間(圖4,2-4中位置A、C和E),電路處于短路狀態(tài)c如果此時(shí)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的話,在電路中將產(chǎn)生很大的電流,這樣會(huì)在整流子上產(chǎn)生電弧,從而損傷整流子。因此,電刷必須被準(zhǔn)確地安裝在發(fā)生短路時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恰好為零的位置上,這個(gè)位置稱為中性面。

圖4.2-4所示的發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電壓在線圈每轉(zhuǎn)一周時(shí)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(wěn)定。要改變這一缺點(diǎn),可以采用增加電樞線圈的方法,即:采用多個(gè)電樞繞組以減小輸出電壓的波動(dòng)。