換向器用銅材質(zhì)以及薄膜分類構(gòu)成

　　總的來說，換向設(shè)備的用銅材質(zhì)大體上可以分為兩個大類，即：一、無氧銅或電解銅、二、銀銅合金。不同的用銅材質(zhì)也使得其在換向設(shè)備的使用范圍上存在一定的區(qū)域劃分。

　　大類的無氧銅或電解銅主要用于除（換向器廠家一般會將其運(yùn)用到吸塵器及電動工具以外的換向設(shè)備中），例如，小家電電機(jī)，汽車啟動馬達(dá)用換向設(shè)備上。 第二大類的銀銅主要用于吸塵器及電動工具上： 吸塵器用（4） Ag-Cu 0.3% 的較多，因為吸塵器轉(zhuǎn)速較高，通常在35000~55000之間（當(dāng)前主流），換向承受的線速度較高，換向時的火花不斷燒蝕換向表面，造成換向表面的溫度急聚升高，在銅中增加一定含量的銀后可以增加銀銅合金的耐高溫性，使得其表面不易造成變形，可以有效控制火花及浮排等不良的出現(xiàn)。對電樞部件中的換向器部分進(jìn)行精車，最后對電樞部件與電機(jī)外殼進(jìn)行裝配。

　　在正常運(yùn)行的情況下，換向設(shè)備工作時表面會覆蓋一層黑褐色或者是其他顏色的薄膜，這層薄膜能夠加大換向回路中的電阻。它的主要構(gòu)成成分是：金屬氧化膜，即氧化銅（黑色）和氧化亞銅（紅色）的混合物；碳膜，即由微細(xì)的碳粉、石磨（黑色）和其他附著物組成。

應(yīng)用機(jī)械式電機(jī)換向器在直流串勵電機(jī)中的使用

　　換向設(shè)備按其結(jié)構(gòu)大致可以分為鉤型、槽型、平面型、加固型等四種。隨著電機(jī)技術(shù)的發(fā)展，對機(jī)械式換向設(shè)備的性能也提出了更高要求，同時也對電機(jī)制造商提出了正確使用換向設(shè)備的思考。

　　應(yīng)用機(jī)械式的電機(jī)換向器對交直流串勵電動機(jī)實施換向功能，已有百余年的歷史；盡管20世紀(jì)90年代以來無刷電子換向技術(shù)有了長足發(fā)展和應(yīng)用，但受技術(shù)復(fù)雜性和制造成本的限制，還不能完全取代機(jī)械式換向設(shè)備。

　　為了克服上述缺陷，出現(xiàn)了以機(jī)械式換向設(shè)備命名的、機(jī)械式換向器DCT-02，簡易的凸輪設(shè)計，可控制閥心，改變油流方向；2、機(jī)械式換向器DCT-02安裝面符合ISO4401、CETOP、DIN24340、NFPA等安裝面規(guī)格。

　　當(dāng)2個環(huán)形勵磁線圈通直流電時，電機(jī)氣隙的整個圓周上將產(chǎn)生單一極性的磁場。當(dāng)轉(zhuǎn)軸帶動圓筒形銅質(zhì)電樞旋轉(zhuǎn)時，樞軸的兩端即產(chǎn)生感生電動勢，其方向是固定不變的。此電動勢由電刷從電樞兩端引出提供電流，無換向問題，但仍然離不開電刷。

　　有刷電動機(jī)換向器的導(dǎo)響和火花問題

　　導(dǎo)響：

　　有刷電動機(jī)的異響電動機(jī)的異響聲與彈簧過硬、電刷磨損、換向片間絕緣片鼓出及電樞有突出物等有關(guān)；故障維修方法為：1.調(diào)整電刷位置。改善電刷與換向器的接觸，磨平電刷接觸面；2.更換電刷或更換彈簧。

　　火花：

　　有刷電動機(jī)換向器有火花和環(huán)火火花是由于電刷和換向器接觸不良，換向器或電刷磨損或是凝壓力不足，接觸面似接未接，造成電刷跳動而產(chǎn)生的。如果線圈或換向片短路嚴(yán)重、斷路，以及電刷跳動嚴(yán)重，有時電流過大，都能造成火花接連不斷，過多則成為連續(xù)，終變成環(huán)火。潤滑脂適用于汽車的點火開關(guān)、轉(zhuǎn)向開關(guān)、滑片電觸式開關(guān)及電器開關(guān)的電接觸面、電機(jī)換向器的潤滑和防護(hù)。

　　有刷電動機(jī)電刷出現(xiàn)火花的主要原因和維修方法如下。

　　1）電動機(jī)換向器周圍發(fā)生環(huán)火：1.故障的主要原因電刷位置不對；電刷太軟；轉(zhuǎn)子短路；主極與換向極極性順序錯誤；維修方法：調(diào)整電刷位置；檢查、糾正主極與換向極的順序；用絕緣電阻表檢查主極與換向極間的絕緣電阻，并做相應(yīng)處理。

　　3）電動自行車某極電刷下的火花較其他電極劇烈：1.故障的主要原因電刷距離不均勻；火花較劇烈處的主極發(fā)生短路；火花較劇烈處的換向極發(fā)生匝間連接或短路；2. 維修方法調(diào)整電刷位置；更換電刷；更換主極；更換換向極。

　　換向器以及換向片在汽車電機(jī)中的重要作用

　　電機(jī)是汽車的必用零部件，在起動機(jī)、發(fā)電機(jī)、燃油泵、ABS系統(tǒng)、冷卻散熱系統(tǒng)、搖窗等部件上均有應(yīng)用，而換向器是汽車電機(jī)的重要組成部件，在汽車上應(yīng)用廣泛?，F(xiàn)代的汽車中尤其是轎車大量采用新機(jī)械、新設(shè)備、極大地促進(jìn)了電機(jī)的應(yīng)用，相應(yīng)地刺激了對換向器的需求。通常來說，換向器的冷壓機(jī)本上要采用油壓機(jī)，因為換向器在冷壓之后還是要經(jīng)過熱壓的。

　　在汽車電機(jī)中，換向器的作用是在發(fā)電機(jī)狀態(tài)下將電樞繞組中產(chǎn)生的變電勢整流成電刷間的直流電勢；在電動機(jī)狀態(tài)下將輸入的直流電流逆變成電樞繞組中的交變電流，以產(chǎn)生單方向的電磁轉(zhuǎn)矩。

　　而換向片和絕緣片的結(jié)構(gòu)則決定了絕緣套筒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，換向片和絕緣片數(shù)量多且局部特征細(xì)小，使得絕緣套筒結(jié)構(gòu)復(fù)雜，整個換向器前處理時網(wǎng)格尺寸小，數(shù)量太大，計算困難。根據(jù)換向器結(jié)構(gòu)的循環(huán)對稱性，使用小循環(huán)對稱單元進(jìn)行數(shù)值，在保證汽車電機(jī)精度需要的情況下可以節(jié)省大量人力和計算時間，并且只需要建立一個對稱單元的模型便可以觀察整個結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布狀況。合理使用包括，正確選型和正確使用兩方面，電刷正確選型是根據(jù)電機(jī)與特性，由電刷廠提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，使得電機(jī)在運(yùn)行中，有良好的使用性能，而碳刷的正確使用，則是電機(jī)運(yùn)行中充分發(fā)揮其優(yōu)良性能的重要保證，使用碳刷包括電機(jī)換向器的清理。