?微型直流電機換向與空載磁場(chǎng)分析

微型直流電機是可以將直流電能轉換為機械能的旋轉電機，在各類(lèi)電動(dòng)應用產(chǎn)品中提供高轉速輸出實(shí)現各種功能，微型電機的持續旋轉是通過(guò)電刷與換向器的摩擦來(lái)實(shí)現的，下面天孚微電機簡(jiǎn)單分析微型直流電機換向與空載磁場(chǎng)。

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微型直流電機換向是電樞某元件從一個(gè)支路轉換到另一個(gè)支路時(shí)元件的電流變化過(guò)渡稱(chēng)為換向過(guò)程，微型直流電機電刷是支路的分界線(xiàn)，換向剛開(kāi)始時(shí)元件屬于右邊支路電流為右-左，換向過(guò)程中元件被電刷短路電流大小方向處于變化過(guò)程，換向結束時(shí)元件進(jìn)入左邊支路，電流就會(huì )變?yōu)樽?右。元件的電流換向過(guò)程所需的時(shí)間叫做換向周期，即一個(gè)換向片通過(guò)電刷所用的時(shí)間。換向元件的電流從右到左變到左到右的一個(gè)換向周期，換向不良會(huì )在電刷與電刷之間產(chǎn)生火花，當火花過(guò)大就會(huì )損壞換向器表面，使微型直流電機不能正常工作。產(chǎn)生火花的原因除電磁原因外，還有電化學(xué)、工藝、電熱等因素。

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電抗電勢，一般換向周期非常短暫，電流的變化在繞組元件中會(huì )產(chǎn)生自感和互感電勢，兩者合成電勢稱(chēng)為電抗電勢，根據楞次定理電抗電勢的性質(zhì)是阻礙線(xiàn)圈中電流的變化，電抗電勢是阻礙換向的，電抗電勢大小反比于換向周期。換向元件切割電樞反應磁場(chǎng)產(chǎn)生電樞反應電勢，其方向與ex相同，即其性質(zhì)也是阻礙換向的。其大小為： Ea=2Wy Ba l va3．換向極電勢eK換向極電勢是由于換向元件切割換向磁極感應的電勢，換向磁極是為改善換向而設置的。其方向企圖與換向后的電流方向相同，或者說(shuō)換向極電勢是幫助換向的。

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影響微型直流電機換向的因素：電磁因素，電抗電勢和切割電勢阻礙換向；機械方面原因，換向器偏心、片間絕緣凸出、換向片凸出、電刷和換向器表面接觸不良等。

微型減速電機改善換向的方法

1. 裝換向極，在換向元件產(chǎn)生一個(gè)磁勢抵消電樞反應磁勢，再產(chǎn)生一個(gè)磁密換向元件切割該磁密時(shí)會(huì )產(chǎn)生一個(gè)可抵消電抗電勢，換向極繞組應和電樞繞組串聯(lián)。

2. 裝補償繞組，裝置在磁極表面的槽內，產(chǎn)生抵消電樞反應的磁勢和電樞繞組串聯(lián)。

3. 移動(dòng)電刷位置，于于沒(méi)有裝換向極的小型串勵直流電機，將電刷從幾何中性線(xiàn)移動(dòng)一個(gè)適當的小角度，使換向元件產(chǎn)生感應電勢和換向后電流方向相同，電刷移動(dòng)后會(huì )產(chǎn)生直軸磁電樞反應會(huì )導致電壓降低、轉速增加可能會(huì )引起運行不穩定，所以此方法適用于小功率的微型直流電機中。

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微型直流電機的磁通路徑

微型直流電機從主磁極1-氣隙1-電樞齒1-電樞軛-電樞齒2-氣隙2-主磁極2-定子軛-主磁極1，微型電機空載時(shí)電樞電流為0，氣隙磁場(chǎng)是由勵磁電流決定，磁極下氣隙較小且均勻，磁通密度均勻，磁極外氣隙迅速增大，磁密也會(huì )迅速減弱，幾何中性線(xiàn)處磁密為0?？蛰d磁場(chǎng)是在微型直流電機無(wú)負載情況下，勵磁繞組中通入電流后由勵磁磁動(dòng)勢單獨建立的磁場(chǎng)，空載時(shí)主磁場(chǎng)的磁通分兩個(gè)部分，即主磁桶與漏磁通，因為磁極極靴寬度小于極距，在極靴下氣隙較小，所以極靴下沿電樞表面的主磁場(chǎng)較強，極靴以外氣隙加大，主磁場(chǎng)明顯消弱，在兩極間的幾何中性線(xiàn)處磁密為0。

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