換向極

換向極亦稱“間極”、“整流極”或“附加極”。常由鋼片疊成或由整塊鋼製成。裝在帶有換向器的電機上，位於主磁極間的幾何中性線上。上面裝有繞組，和電樞繞組串聯。用以建立磁場，抵消中性區中的電樞磁場，並在被刷短路的換向元件中產生換向電勢來盡量補償電抗電勢，從而減小火花，改善換向情況。這樣，不僅可以避免燒損換向器和電刷，保證電機的長期安全運轉，而且減弱對附近無線電接收機或其他通信線路的干擾。

換向極的作用是改善直流電機的換向性能，消除或削弱電刷下的火花。換向極安裝在主磁極的幾何中性線上，換向繞組與電樞繞組串聯，即流過電樞電流，並使換向極在主磁極幾何中性線附近建立與電樞磁場相反方向的磁場，以抵消或削弱幾何中性線附近電樞磁場的影響，維持幾何中性線附近磁場強度為零，並在換向元件中感應產生與自感電動勢相反方向的電勢，以削弱或消除換向元件中的自感電動勢，從根本上消除電刷下產生火花的電磁原因。

改善換向的目的在於消除或削弱電刷下的火花。由於電磁原因是產生火花的主要因素，所以下面主要分析如何消除或削弱由此引起的電磁性火花。

電機用電刷的型號規格很多，其中炭一石墨電刷的接觸電阻最大，石墨電刷和電化石墨電刷次之，銅一石墨電刷的接觸電阻最小。直流電機如果選用接觸電阻大的電刷，有利於換向，但接觸壓降較大，電能損耗大，發熱厲害，同時由於這種電刷允許的電流密度較小，電刷接觸面積和換向器尺寸以及電刷的摩擦都將增大。設計製造電機時綜合考慮兩方面的因素，選擇恰當的電刷牌號。

在使用維修中，欲更換電刷時，必須選用與原來同一牌號的電刷，如果實在配不到相同牌號的電刷，那就盡量選擇特性與原來相接近的電刷，並全部更換。

目前改善直流電機換向最有效的辦法是裝設換向極，換向極裝設在相鄰兩主磁極之間的幾何中心線上。加裝換向極的目的，主要是讓它在換向元件處產生一個磁通勢，首先把電樞反應磁通勢抵消掉，使得切割電動勢為0；其次還得產生一個氣隙磁通密度，換向元件切割此磁場產生感應電動勢去抵消電抗電動勢。換向極繞組應與電樞繞組相串聯，使換向極磁場也隨電樞磁場的強弱而變化，換向極極性的確定原則是使換向極磁場方向與電樞磁場方向相反。當換向極安裝正確時可使合成電動勢大為減小，甚至使∑e=0，換向為直線換向。1 kW以上的直流電機，幾乎都安裝換向極。

由於電樞反應的影響把主磁極下氣隙磁通密度曲線扭歪了，這樣就增大了某幾個換向片之問的電壓。在負載變化劇烈的大型直流電機內，有可能出現環火現象，即正負電刷問出現電弧。電機出現環火，可以在很短的時間內損壞電機。防止環火出現的方法是在主磁極上安裝補償繞組，從而抵消電樞反應的影響。

補償繞組與電樞繞組串聯，它產生的磁通勢恰恰能抵消電樞反應磁通勢。這樣，當電機帶負載后，電樞反應磁通勢被抵消，不會再把氣隙磁通密度曲線扭歪了，從而可以避免出現環火現象。補償繞組裝在主磁極極靴里，有了補償繞組，換向極的負擔減輕了，有利於改善換向。