TMS320C6416CGLZ6E3轉(zhuǎn)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(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。換向器的換向過程有時(shí)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(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢

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)勢恰好為零的位置上,這個(gè)位置稱為中性面。

多線圈的效應(yīng),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)。

從圖4.2-5中可以看到,隨著電樞線圈數(shù)量的增加,電壓最大值和最小值之差減少,因此發(fā)電機(jī)的輸出電壓趨近于―個(gè)穩(wěn)定的直流電壓值。輸出電壓的波動(dòng)范圍被限制在A點(diǎn)與B點(diǎn)之間。從圖中可以看出:整流子的片數(shù)與電樞線圈的數(shù)量成正比增加,即一個(gè)線圈需要兩個(gè)整流片,兩個(gè)線圈需要四片,四個(gè)線圈則需要八片�？梢�,電樞線圈越多,發(fā)電機(jī)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(dǎo)引直流電流流到外電路。這需要每一個(gè)整流片在一定的時(shí)間間隔內(nèi)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(shí)發(fā)生在兩個(gè)線圈被短路的瞬問。線圈B的一個(gè)出口被負(fù)電刷短路,線圈B的另一個(gè)出口被正電刷短路G因?yàn)檫@一位置是機(jī)械中性面,線圈中沒有感應(yīng)電壓產(chǎn)生、所以電刷與整流片之間不會(huì)產(chǎn)生電弧現(xiàn)象。

隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),當(dāng)線圈A取代線圈B的位置時(shí),線圈A處于機(jī)械中性面,其電流減小為零,旋轉(zhuǎn)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(chǎn)生了自感電動(dòng)勢,阻礙線直流發(fā)電機(jī)的換向圈中電流的減小。因此,如果這個(gè)自感電動(dòng)勢不被中和,那么,線圈A中的電流將不會(huì)減小。因此,自感電動(dòng)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(chǎn)生電弧。當(dāng)整流片與電刷接觸不良時(shí),打火現(xiàn)象更強(qiáng)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(gè)普通的四磁極直流發(fā)電機(jī)中,每分鐘一個(gè)電樞線圈要完成幾干次換向過程。因此,實(shí)現(xiàn)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(fā)電機(jī)中的電樞反應(yīng).

發(fā)電機(jī)中的電樞反應(yīng)是由電樞電流產(chǎn)生的磁場引起的。在沒有電樞電流時(shí),磁場形狀如圖4.2-8(a)所示,發(fā)電機(jī)內(nèi)的磁力線全部由勵(lì)磁線圈產(chǎn)生.機(jī)械中性面AB與勵(lì)磁磁場磁力線垂直。當(dāng)電樞導(dǎo)體旋轉(zhuǎn)到機(jī)械中性面時(shí),它的運(yùn)動(dòng)方向與磁力線平行,電樞導(dǎo)體不切割磁力線,因此,沒有感應(yīng)電壓在電樞導(dǎo)體上產(chǎn)生c在機(jī)械中性面時(shí),電刷接在兩個(gè)整流片上將電樞線圈短路,由于線圈上沒有感應(yīng)電壓,所以沒有電流在電樞回路中流動(dòng),電刷上沒有電弧產(chǎn)生。

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

當(dāng)勵(lì)磁動(dòng)時(shí),電樞磁場與勵(lì)磁磁場將相互疊加,電機(jī)內(nèi)部磁場產(chǎn)生變形,這貍理家塑邊蟲摳反應(yīng)。

為電樞去磁磁場,電樞反應(yīng)還使機(jī)械中性面負(fù)載,電樞磁場有用這種AB發(fā)生偏移,變?yōu)锳′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(yīng)的補(bǔ)償,減小電樞反應(yīng)的影響,可以通過下列方法實(shí)現(xiàn),增加補(bǔ)償繞組.

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