发电机中换向器的讲解
发布人：德福电器 发布日期：2023-06-13 查看次数：58次
换向器包括一套接触带固定在电机轴，并连接到电枢绕组。当轴转动时，换向器将绕组中的电流反转。对于单个电枢绕组，当轴完成一半转动时，绕组现在连接起来，使电流从初始方向以相反的方向流过。在电机中，电枢产生一个固定的磁场，产生一个旋转力或扭矩，使电枢在绕组上方旋转。
在发电机中，施加到轴上的机械力矩通过固定的磁场保持电枢绕组的运动，磁场在绕组中引起电流。在电动机和发电机的情况下，换向器周期性地逆转电流流过绕组的方向，以便电动机外部电路中的电流继续只流向一个方向。线圈通过电流后，在永磁体的作用下，通过重力和斥力旋转，当它与磁铁一起旋转以保持平衡时，原来的电路通过换向器中相应的电触点，连接到与触点相匹配的刷组线圈上。重复，直流电机旋转。
换向器是由几个铜片(换向器)隔着云母或其他绝缘材料组成的圆柱形或圆盘形结构。每个铜片连接到电枢绕组元件。当电机电枢转动时，铜片依次接触固定碳刷。在DC发电机中，电枢绕组中的交流电通过电刷和换向器变成电刷之间的直流电。
当连接在每个电枢绕组元件两端的换向器通过碳刷时，改变电流方向或大小的过程称为换向。在换向过程中，如果碳刷与换向器表面接触不良，碳刷与换向器片的接触面可能会产生火花，甚至出现环火，导致绕组烧坏。在交流换向器电机中，换向器的作用是使电刷之间的交流频率达到工作要求。换向器用于电动工具、家用电器、汽车、摩托车等区域，以及汽车发电机、汽油发电机。主要用于DC汽车、DC发电机，以及许多DC汽车和通用汽车。
在电机中，换向器向绕组提供电流。通过每半圈反转旋转绕组中的电流方向，产生稳定的旋转力(扭矩)。在发电机中，换向器拾取绕组中产生的电流，每半圈反转一次电流的方向，起机械整流器的作用，将绕组中的交流电转换成外接负载电路中的单向直流电。
换向器的速率研讨相对成本较低，需要进行定期维护，如替换电刷。因此，换向器电机的使用中国正在不断下降，取而代之的是交流（AC）电机，以及企业近期我们使用一个半导体开关的无刷直流电动机。
换向器表面加工特点：
在电机行业，换向器材料有无氧铜和银铜合金两种，它的主要成分是铜。因为铜是典型的塑料材料，质地坚韧柔软，强度和硬度较低。线膨胀系数大，加工容易升温，尺寸精度难以控制，容易产生铜片粘连。而且换向器工作面加工有根切绝缘槽，精车是断续切削，容易造成缺口边缘飞边或拉伸。换向器生产厂家在切削过程中，当切削应力达到并超过工件材料的屈服强度时，开始发生塑性变形，形成剪切滑移变形。然后，当剪刀面对材料的挤压时，丝状或带状切屑形成并沿着前刀面流出。加工表面受到切削刃和后刀面的圆形部分的挤压和摩擦，产生变形和回弹，导致纤维化和加工硬化。换向器生产厂家在精车换向器过程中，应选择适当的刀具几何参数、刀具材料和切削参数，以控制切削温升、加工表面的变形和回弹，确定换向器表面的精车质量。
换向器精加工刀具的选择：
PCD材料具有、硬度不错、摩擦系数小、表面粗糙度低的优点，换向器生产厂家使用这种材料刀具，选择适当的刀具几何角度和切削参数精车换向器，避免守旧钩刀精车后清理槽口的弊端，全部可以确定产品质量要求，从而改进电机换向。
换向器表面要求：
为了使碳刷在换向器表面快、平稳地运转，换向器表面需要有相应的峰谷高度。换向器表面沿轴向测量的峰谷高度为6-10m，这样可以避免过大的摩擦系数。在这个高度的前提下，车床线条越多越好。同时，换向器的轴应该在铜片的整个长度上平稳运行。如果换向器表面过于光滑，碳刷在换向器表面运行的摩擦系数会变大，甚至会爬行和发出异响。这种情况下，电火花会使换向器表面颜色不均匀，换向器表面无法形成正常的金属氧化膜接触层，从而增加碳刷的磨损。
