換相器

換相器，中國大陸叫換相器，台灣地區叫整流子。

通常來說，可以分為兩大類：（1）銅殼式（捲筒式）：適用一些低速馬達上使用，外殼是用銅片捲成圈之後再切溝的，所以稱之為銅殼式。（2）插片式：用多等份銅片（排）整齊排列後，經過注入電木粉，成型等工藝後，適用於較高速的馬達。

換向器包括：機械換向器、半塑換向器、全塑換向器。汽車用起動機上採用的換向器主要用機械拱形換向器、塑料換向器。

有刷電機裡面，具有互相絕緣的條狀金屬表面，隨電機轉子轉動時，條狀金屬交替接觸電刷的正負極，實現電機線圈電流方向的正負交替變化，完成刷電機線圈的換相。有刷電機裡面，具有相互絕緣的條狀金屬表面。

當線圈通過電流后，會在永久磁鐵的作用下，通過吸引和排斥力轉動，當它轉到和磁鐵平衡時，原來通著電的線較對應換向器上的觸片就與電刷分離開，而電刷連接到符合產生推動力的那組線圈對應的觸片上，這樣不停的重複下去，直流電動機就轉起來了。如果沒有換向器的作用，那電機只能轉不到半圈就卡死了，只能當作電剎車了。利用電機旋轉時產生的離心力作為動力，控制起動電阻的大小，達到減少電機起動電流、增加起動轉矩，使繞線式非同步電念頭實現無刷自控運行的裝置。它主要由機殼、起動液、動極板、彈簧、接線柱、安全閥、排氣閥等構成。該液阻起動用具有起動電流小，起動轉矩大，自動適應電源及負載的變化，保護電機等特點。換向器是高速旋轉的設備，其轉子繞組會受到電動力和離心力的作用，雖然一直以來均是在額定參數下運行，但轉子繞組與換向器升高片的焊介面處是換向器轉子的薄弱環節，且是採用傳統的焊錫工藝，結合片間直流電阻測量結果，判斷轉子繞組與換向器升高片之間的焊接點虛松，致使端部導線疲勞，使接觸電阻增大，發熱量增加，加速接觸面的氧化，使接觸電阻進一步增加，發熱量進一步增大，如此惡性循環，最終導致換向器轉子絕緣在高溫下燒損，對地弧光放電，而損毀換向器。換向器解體檢查的結果表明，轉子繞組的測試有關數據和判斷結論準確無誤。電機換向器在工作時除了傳輸縱向電流外，還存在著在短路電樞線圈中進行的電流換向任務。這些電流是在主電流電機換向器時而產生的反向電流和電抗電壓，致使電刷在電機表面滑動時會引起邊部火花及電弧。

換相是換流器在運行時，藉助於換流閥的開通和關斷，使流經換流器的電流從一個電流路徑轉移到另一個電流路徑的物理過程。

整流器換相過程：假定理想換相的條件是：①三相交流電源的電動勢是對稱的正弦波，且頻率恆定；②交流電網的三相阻抗是線性而對稱的；③平波電抗器的電感值很大，因而直流側的電流是平直的；④換流閥的特性是理想的，即通態壓降和斷態電流均小到可以忽略不計；⑤6個換流閥的觸發脈衝是等距的。

逆變器換相過程：直流輸電逆變器換相過程與整流器相類似，也是靠逆變器所連接的交流系統提供換相電壓和換相電流來實現。

人工換相：利用附加元件和電路，在原有正弦波換相電壓上疊加某一定波形的附加電壓，保證換流閥在將要觸發開通之前瞬間起，閥電壓為正值，也可使換流閥退出導通開始關斷時，特別是逆變器閥開始關斷時，還應該緊接著有一段足夠長的時間使閥處於反向電壓下，以保證閥阻斷能力的恢復。

運行中整流子或滑環上的電刷出現火花時，的消除方法

1電刷研磨不良，其表面未能全部工作。消除方法：應重磨電刷或使發電機在輕負荷下作長時間運行，一直到磨好為止。

2.電刷裝置的位置不對。消除方法：重新配置刷框位置，並使其與整流子的中心線并行。

3.電刷未放在中性點上（有換向極的勵磁機）。消除方法：找出勵磁機的中性點，將電刷正確地放在中性點上。

4.各整流區之間的距離不均勻。消除方法：沿圓周檢查各電刷問的距離，必須時應進行找正，使其誤差在士0.5mm以內。

5.電樞與磁極（主極與換向極）間的氣隙不均勻。消除方法：調整氣隙，使各氣隙與平均值之差不超過規定的數值。

6.電刷引線迴路中的接觸電阻大，造成負荷分配不均勻。消除方法：檢查電刷與銅瓣的接觸及引線迴路中各螺絲是否上緊，接觸是否良好。

7.由於彈簧與電刷沒有絕緣，電流流經彈簧使彈簧發熱變軟、失去彈性。消除方法：將彈簧與電刷絕緣，如彈簧已失去彈性，則必須更換。

8.在整流子上發生連續的火花而轉變為弧形火花。消除方法：整流子很清潔，根據上述原因檢查未發現缺陷，電刷過軟，換用較硬的電刷。

9.換向極的補償度不合。消除方法：進行無火花區試驗，根據試驗結果，調整換向極的氣隙或換向極線圈的匝數。

10.換向極連接不正確。消除方法：檢查磁極極性，換向極的極性應當是在電樞轉動時，電樞線圈應先通過同極性的換向極，然後通過其主極。

11.整流子表面氧化膜未很好建立。消除方法：在輕負荷下持續運行，逐漸增加轉子電流，使其建立氧化膜。

1.電刷牌號不符合規定，或部分換用了不同牌號的電刷。消除方法：檢查電刷牌號，更換成製造廠指定的或經過試驗適用的電刷。

2.電刷壓力不均勻，或不符合要求。消除方法：用彈簧秤檢查電刷壓力，進行調整（電刷的壓力應按製造廠規定，製造廠無規定者可調整到不發生火花情況下的最低壓力，一般為200～300g/cm），特別注意使各電刷的壓力均勻，其差別不應超過10%。

3.電刷磨短。消除方法：電刷磨短至規定值時必須更換，一般由刷下邊距銅瓣最少應有5～6mm。

4.整流子和電刷表面不潔，根據不潔程度，可能在個別電刷上，也可能在全部電刷上發生火花，電刷燒傷很嚴重。消除方法：（1）用帆布浸少許酒精擦拭整流子；（2）用乾淨帆布擦電刷表面；（3）在研磨工具上，覆以細玻璃砂紙（00）號）研磨整流子。

5.電刷和引線、引線和接線端子間的連接鬆動，發局部火花。消除方法：檢查電刷與銅瓣的接觸及引線迴路中各螺絲是否鬆動。

6.電刷在刷框中搖擺或動作滯澀，火花隨負荷而增加。消除方法：檢查電刷在刷框內的情況，能否上下自由活動，更換搖擺的和滯澀的電刷。電刷在刷框內應有0.1～0.2mm的間隙。

7.電刷振動，火花依振動大小而不同，其原因可能如下：整流子的磨損不均勻，片間雲母突出，電刷鬆弛，機組振動等，查明振動的原因並消除之。

8.整流子整片內側過臟，造成整流片問短路或整片開焊。消除方法：停機進行清掃，將炭末等臟物用壓縮空氣吹凈，開焊處則須重焊（最好採取銀焊）。

9.整流片間絕緣突出，整流子上有磨損或撞傷。消除方法：修整整流子的片間絕緣，雲母應凹下1～1.5ram，整流子磨損或撞傷嚴重，必要時進行車磨。

10.整流子不圓或表面不平整。消除方法：在停機時檢查整流子的狀態。用千分表測量整流子表面的擺度（最大值與最小值之差），不應超過0.05mm（3000r/min）或0.07ram（1500r/min）；流子表面的凹凸不平，不應超過0.5～1.0mm，否則，應進行車磨。為了使整流子的磨損均勻，在整流子上的電刷應錯開排列。