换向器

概念定义

换向器亦称“整流子”，是直流电机和交流换向器电动机电枢上的重要部件。它位于旋转电枢与固定电刷之间，通过不同换向片依次接触电刷，改变电刷与电枢绕组元件之间的连接关系。换向器的具体电气作用随电机类型而异：在直流电机中，它配合电刷，将电枢绕组内的交流电转换为电刷之间的直流电；在交流换向器电动机中，它用于使电刷之间交流电的频率符合工作要求。

工作原理

电枢转动时，组成换向器的铜质换向片随之依次经过固定电刷，并先后与电刷接触。由于各换向片分别连接相应的电枢绕组元件，电刷所接通的绕组连接会随电枢转动而连续改变。换向过程由换向片的排列、绕组连接以及电刷接触共同完成，不同换向片与固定电刷的相继接触构成其基本工作方式。

在直流电机中，电枢绕组内部产生或通过的是交流电，电刷和换向器共同作用后，电刷之间呈现直流电。换向器在此承担机械式换向与整流作用，因此“整流子”也成为它的常用名称。在交流换向器电动机中，同一套相继接触机制用于处理电刷之间的交流电，使其频率适应电机的工作要求。

技术构成

换向器由许多铜片组成，可制成圆筒形或盘形。各铜片之间以云母片隔开，每一片铜片与若干电枢绕组元件连接。这些铜片构成换向片，并形成供固定电刷连续接触的工作表面。其技术构成可分为三个相互配合的部分：按顺序排列并与绕组连接的换向片、分隔相邻铜片的云母片，以及与换向片接触的固定电刷。电枢绕组则通过换向片接入电刷侧电路。

采用波绕组时，还可配置与电机极数相等的电刷组数。这种配置用于均衡各换向片的电流，并可缩短换向器长度。该配置属于波绕组条件下的设计方式，电刷组数与电机极数之间形成对应关系。

应用场景

换向器主要应用于直流电机和交流换向器电动机。直流电机利用电刷与换向器完成电枢绕组侧交流电和电刷侧直流电之间的转换；交流换向器电动机则利用换向器使电刷之间交流电的频率满足工作要求。无论采用圆筒形还是盘形结构，其核心应用都建立在旋转电枢、分段铜片、绕组连接与固定电刷的连续接触之上。