简析直流电机换向器的数量，以及其相对位置的控制

直流电机的绕组在直流磁场中旋转感生出交流电势，再通过换向装置将交流电势转换为直流电势。直流电机工作时，如果在外加直流电压的作用下克服感应电势使电流流过绕组，则输入电磁功率，抵消各类损耗后转化为电机输出轴上的机械功率，驱动设备运转；如果感应电势克服绕组压降输出直流电流，则需要动力设备驱动电机轴旋转，抵消各类损耗后转化为电功率输出到外部线路，这时的电磁功率包括了电枢绕组电阻损耗和输出到外部线路的电功率。

直流电机的磁极是固定的，直流电流流过磁极线圈产生直流磁场，而电枢绕组及换向装置同步旋转的。由于与磁极相对位置固定的静止电刷与换向装置始终处于滑动接触状态，从而实现了外部线路直流、绕组内部交流的无缝连接。

换向器由许多换向片组成，这些换向片彼此通过云母材料相互绝缘，并且对地也是绝缘的。

直流电机的电枢绕组，是由带绝缘的导线组成一个个的线圈元件，并嵌放地电机枢铁芯槽内，这些线圈按照一定的规律与换向片连接。线圈元件可能是单匝也可能是多匝，一般小容量电机为多匝结构，而大规格电机为单匝结构，换向片的数量与电机的槽数直接相关。

当每槽每层只有一个元件边时，换向片数与槽数相等，只有绝缘片中心与铁心槽或齿中心对正时，才能实现端接对称的绕组，这时电刷只要放在主极轴线下的换向片上，就能获得最大电势，被电刷短路的元件的电势等于零或接近于零。当每槽每层不止一个元件边时，是不可能每个绝缘片中心与铁芯槽对正的，但整数对换向片的中心线应与铁芯槽或齿中心线对正。若不按以上规则压装，电刷位置应相应地移过同一个角度。

在实际的应用过程中我们发现，有的直流电机换向片数量为奇数，也有的为偶数，这与电机槽数和绕组类型直接相关，如，单波绕组电动机的电枢槽数，绕组元件数，换向片数都不能是偶数，必须是奇数，否则电枢嵌线后无法接成闭合回路。永磁直流电动机为了增大电枢电阻，一般采用单波绕组，所以它们的换向片数是奇数而不是偶数。