换向器

电机换向器概述
　　英文：commutator 俗称整流子。
　　换向器由电刷和换向环组成，是直流永磁串激电动机上为了能够让电动机持续转动下去的一个部件。在一些电机上我们可看到其转子里装有一个由许多铜片组合起来的导电环，这个通过一对电刷与外电源连接，对于电动机来说我们称其为换向器，对于发电机来说我们称其为整流子。
　　换向器包括：机械换向器、半塑换向器、全塑换向器。汽车用起动机上采用的换向器主要用机械拱形换向器、塑料换向器。
结构上，换向器是几个接触片围成圆型，分别连接转子上的每个触头，外边连接的两个电极称为电刷与之接触，同时只接触其中的两个。
　　原理是，当线圈通过电流后，会在永久磁铁的作用下，通过吸引和排斥力转动，当它转到和磁铁平衡时，原来通着电的线较对应换向器上的触片就与电刷分离开，而电刷连接到符合产生推动力的那组线圈对应的触片上，这样不停的重复下去，直流电动机就转起来了。
　　如果没有换向器的作用，那电机只能转不到半圈就卡死了，只能当作电刹车了。利用电机旋转时产生的离心力作为动力，控制起动电阻的大小，达到减少电机起动电流、增加起动转矩，使绕线式异步电念头实现无刷自控运行的装置。它主要由机壳、起动液、动极板、弹簧、接线柱、安全阀、排气阀等构成。该液阻起动用具有起动电流小，起动转矩大，自动适应电源及负载的变化，保护电机等特点换向器是高速旋转的设备，其转子绕组会受到电动力和离心力的作用，虽然一直以来均是在额定参数下运行，但转子绕组与换向器升高片的焊接口处是换向器转子的薄弱环节，且是采用传统的焊锡工艺，结合片间直流电阻测量结果，判断转子绕组与换向器升高片之间的焊接点虚松，致使端部导线疲劳，使接触电阻增大，发热量增加，加速接触面的氧化，使接触电阻进一步增加，发热量进一步增大，如此恶性循环，最终导致换向器转子绝缘在高温下烧损，对地弧光放电，而损毁换向器。换向器解体检查的结果表明，转子绕组的测试有关数据和判断结论准确无误。电机换向器在工作时除了传输纵向电流外，还存在着在短路电枢线圈中进行的电流换向任务。
　　这些电流是在主电流电机换向器时而产生的反向电流和电抗电压，致使电刷在电机换向器表面滑动时会引起边部火花及电弧。电机换向器对电机机能的影响，取决于在一定前提下其与电刷相对高速滑动时实现电路导通的过程。尽管这个过程的描述比较复杂，且理论研究尚在发展之中，但通过海内外微电机运行状况的对比分析，可以确定，磨损是导致接触电阻变化的最枢纽因素 换向器主要有钩型、槽型、平面型等规格。选用入口原材料精制而成，产品的机能达到国际提高前辈水平，广泛用于电动工具、家用电器、汽车、摩托车电机等领域；集电环、碳刷架、接线板具有各种规格型号产品，应用于汽车发电机、汽油发电机等领域。换向器是起整流作用，其作用是使电枢绕组中的电流方向是交变的，以保证电磁转矩方向始终不变。在发电机中，换向器能使元件中的交变电势变为电刷间直流电势；在电念头中他能使外加直流电流变为元件中的交流电流，产生恒定方向的转矩。

换向器在直流电机中的作用？
　　电动机线圈每当跃过平衡位置时就改变电流方向的原因： 反证法：若不改变会怎样？线圈跃过平衡位置后受力方向不变却成了阻碍转动的力（力与转动方向反向）线圈最终返回到平衡位置摆几下后停下来。 为了使线圈转动能沿一个方向持续必须及时变阻力为动力！即改变磁力的方向，只改变电流方向的方案最好！
　　对换向器的简单认识：结构上即两个铜（半）环，分别与线圈两端相连 故会随着线圈转动（隶属转子）；换向器外部搭着正负两个电刷A\B；半环中间绝缘（否则外部AB相连电源短路）；当转动时换向器内部的线圈两端不断改变着与之间接接接触的正负电刷AB 比如ab端一会与A电刷（负）接…一会又…。
　　所以电流一会从ab边出来一会从ab边进去,即线圈中的电流方向发生了变化（注直流电动机外部电流方向不变）换向器把外部的直流电变成线圈内部交流电。
　　换向器功能： 换向器顾名思义就是换向，改变电枢线圈中的电流方向，使得在励磁的作用下始终往一个方向转。即：把直流变交流（应用直流电动机） 也能把交流变直流（应用直流发电机）。
电刷与换向器之间接触不良故障：
　　如电刷弹簧压力不合适,电刷与刷盒间配合太紧或太松、盒边离换向器表面距离太大,使电刷与换向器表面接触不良产生火花。
　　用00号玻璃细砂纸或用换向器磨石把换向器打磨光滑后,再用00号细砂纸压在电刷和换向器中间(有砂的一面朝向电刷接触面,紧贴在换向器的表面上,不能两端拉起),调整电刷与换向器接触面,应大于整个电刷截面的80%,然后刷净炭屑、砂粒,再用布揩干净。
换向片间短路故障：
　　云母磨蚀造成换向片间短路，产生火花。可先拆下线圈，清除云母片上杂质细屑，使用万用表检查出短路片后，用工具清除片间金属屑，电刷粉末、腐蚀性物质及尘污等，再用万用表检查确无短路后,用云母粉末或用小块云母加上胶水填补孔洞使其硬化干燥。
刷握松动、电刷排列不成直线故障：
　　在正常运行中，电刷要排成一条直线，如不成直线会影响到换向器接触面积与整流的好坏。电刷位置偏差愈大，火花也愈大。修理时，,应把电刷校正为一直线后拧紧。