摘要：起动电机体积小，转速高，电流大，换向问题严重，若磁钢选择不当，当电枢反应过于强烈时，移刷不但不能

改善换向，反而会加剧火花的产生。

关键词：起动电机；电枢反应；磁钢；换向中图分类号：tm33    文献标识码：c    文章编号；1001-6848(2000)05-0050-02

    直流电机中两个突出的问题，一个是电枢反应，另一个是换向，电枢反应过于强烈将会影响换向，而换向不良会产生火花，严重时将换向器灼伤，甚至烧坏电机，缩短电机的使用寿命。

    起动电机一般为永磁他励直流电动机，为了缩短起动时间，必须确保大的起动转矩和工作转矩，其起动电流和工作电流大，转速高，因而电枢反应过于强烈时，将导致磁钢的****退磁，甚至反向充磁，此时若采用移刷，不但不能改善换向，反而会阻碍换向，产生更大的火花。下面将从电枢反应和磁钢性能两方面来分析对电机换向的影响。

    为了改善换向，在体积小的直流电机中一般采用移刷，即逆转向将电刷偏离几何中心线一个小的角度，此时电枢反应有直轴电枢反应和交轴电枢应，见图l。

    在2p范围内，导体中电流产生的磁势为直轴电枢反应磁势f。，其对主磁场的作用是去磁的。而在r-2p范围内，导体中电流产生的磁势为交轴电枢反应磁势f，其对主磁场的作用是使得空载时气隙下对称于主磁极轴线的磁场发生畸变，前一半极下被加强，后一半极下被削弱，物理中心线逆转向偏离中心线一个小的角度口。

    由此可见，在前半个极下，f。a为去磁，f为助磁，而在后半个极下f。d和f均为去磁。离磁极中心线距离越远，去磁作用越强。

    起动电机目前广泛采用的磁钢为永磁磁铁，其与钕铁硼相比，价格便宜，但其剩磁和矫顽力偏低，可知，为确保大的转矩，电枢电流。必须较大，起动时，。****，较大的j。会产生很大的交轴和直轴电枢反应磁势，严重时超过磁钢的矫顽力，出现反向充磁，即原同一个极性的磁极上出现反

向磁极，如图2原n极磁瓦上的cd段变为s极，cd为后极尖。这是通过试验验证过的．这种现象的出现会加剧火花的产生。

   

    换向是指元件通过电刷时元件中电流改变方向的过程，换向不良会产生火花。一般认为火花产生的原因有三个方面，一个是电磁原因，一个是机械原因，而另一个是化学原因，其中主要为电磁原因。所谓电磁原因，是指换向时，换向元件中存在感应电势，产生附加电流（见图3），该电流阻碍换向元件中电流方向的改变，产生火花。换向元件中的感应电势有自感电势、互感电势和换向元件切割交轴电枢反应磁场产生的旋转电势。这些电势的方向与换向前的电流方向相同阻碍换向（见图4）。

    自感和互感电势的大小为：

  

    rs1、rs2为换向片1和2与电刷的接触电阻，引起火花产生的主要原因是附加电流ik的存在，ik越大，火花越大。由上面几个公式可见，起动电机电枢电流i。大、转速高，换向周期tk小、b大，而且由于为了降低电刷接触压降，选用的是金属石墨电刷，rs1、rs2小，因而ik大，换向问题严重，必须改善换向。

    起动电机体积小，无法装置换向极来改善换向，只可以采用移刷，即如图1逆转向偏离一个角度p，使得换向元件所在处的主磁场不为零，换向元件切割这个主磁场产生方向相反的感应电势来抵消ex和p。的作用，如图5所示。