第三章 直流电机原理.docx

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第三章直流电机原理

授课题目

第三章直流电机原理

授课类型

理论

首次授课时间

学时

教学目标

通过教学使学生了解直流电机的结构、工作原理和基本类型；掌握直流电动机的电磁转矩、电枢电动势的计算以及直流电动机的基本方程。

了解电枢反应的概念和换向的基本知识。

重点与难点

直流电机的工作原理，直流电机的电磁转矩，电枢反应及换向

教学手段与方法

理论讲解实物演示

教学过程：

（包括授课思路、过程设计、讲解要点及各部分具体内容、时间分配等）

3.1直流电机的基本工作原理

图3.1是一台直流电机的最简单模型。

N和S是一对固定的磁极，可以是电磁铁，也可以是永久磁铁。

磁极之间有一个可以转动的铁质圆柱体，称为电枢铁心。

铁心表面固定一个用绝缘导体构成的电枢线圈abcd，线圈的两端分别接到相互绝缘的两个半圆形铜片（换向片）上，它们的组合在一起称为换向器，在每个半圆铜片上又分别放置一个固定不动而与之滑动接触的电刷A和B，线圈abcd通过换向器和电刷接通外电路。

图3.1直流电动机工作原理示意图

一、直流电动机工作原理

将外部直流电源加于电刷A（正极）和B（负极）上，则线圈abcd中流过电流，在导体ab中，电流由a指向b，在导体cd中，电流由c指向d。

导体ab和cd分别处于N、S极磁场中，受到电磁力的作用。

用左手定则可知导体ab和cd均受到电磁力的作用，且形成的转矩方向一致，这个转矩称为电磁转矩，为逆时针方向。

这样，电枢就顺着逆时针方向旋转，如图8.1（a）所示。

当电枢旋转180°，导体cd转到N极下，ab转到S极下，如图8.1（b）所示，由于电流仍从电刷A流入，使cd中的电流变为由d流向c，而ab中的电流由b流向a，从电刷B流出，用左手定则判别可知，电磁转矩的方向仍是逆时针方同。

由此可见，加于直流电动机的直流电源，借助于换向器和电刷的作用，使直流电动机电枢线圈中流过的电流，方向是交变的，从而使电枢产生的电磁转矩的方向恒定不变，确保直流电动机朝确定的方向连续旋转。

这就是直流电动机的基本工作原理。

实际的直流电动机，电枢圆周上均匀地嵌放许多线圈，相应地换向器由许多换向片组成，使电枢线圈所产生的总的电磁转矩足够大并且比较均匀，电动机的转速也就比较均匀。

二、直流发电机工作原理

直流发电机的模型与直流电动机模型相同，不同的是用原动机（如汽轮机等）拖动电枢朝某一方向（例如逆时针方向）旋转，如图8.2（a）所示。

这时导体ab和cd分别切割N极和S极下的磁力线，感应产生电动势，电动势的方向用右手定则确定。

可知导体ab中电动势的方向由b指向a，导体cd中电动势的方向由d指向c，在一个串联回路中相互叠加的，形成电刷A为电源正极，电刷B为电源负极。

电枢转过180°后，导体cd与导体ab交换位置，但电刷的正负极性不变，如图8.2（b）所示。

可见，同直流电动机一样，直流发电机电枢线圈中的感应电动势的方向也是交变的，而通过换向器和电刷的整流作用，在电刷A、B上输出的电动势是极性不变的直流电动势。

在电刷A、B之间接上负载，发电机就能向负载供给直流电能。

这就是直流发电机的基本工作原理。

图8.2直流发电机工作原理示意图

从以上分析可以看出：

一台直流电机原则上可以作为电动机运行，也可以作为发电机运行，取决于外界不同的条件。

将直流电源加于电刷，输入电能，电机能将电能转换为机械能，拖动生产机械旋转，作电动机运行；如用原动机拖动直流电机的电枢旋转，输入机械能，电机能将机械能转换为直流电能，从电刷上引出直流电动势，作发电机运行。

同一台电机，既能作电动机运行，又能作发电机运行的原理，称为电机的可逆原理。

8.2直流电机的结构和额定值

一、直流电机的结构

由直流电动机和发电机工作原理示意图可以看到，直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。

直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。

运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。

装配后的电机如图8.3所示。

直流电机的纵向剖视图如图8.4所示。

1.定子

（1）主磁极

主磁极的作用是产生气隙磁场。

主磁极由主磁极铁心和励磁绕组两部分组成。

铁心一般用0.5mm～1.5mm厚的硅钢板冲片叠压铆紧而成，分为极身和极靴两部分，上面套励磁绕组的部分称为极身，下面扩宽的部分称为极靴，极靴宽于极身，既可以调整气隙中磁场的分布，又便于固定励磁绕组。

励磁绕组用绝缘铜线绕制而成，套在主磁极铁心上。

整个主磁极用螺钉固定在机座上，如图8.5所示。

图8.3直流电机装配结构图

1—换向器2—电刷装置3—机座4—主磁极5—换向极

6—端盖7—风扇8—电枢绕组9—电枢铁心

图8.4直流电机纵向剖视图

1—换向器2—电刷装置3—机座4—主磁极5—换向极

6—端盖7—风扇8—电枢绕组9—电枢铁心

（2）换向极

换向极的作用是改善换向，减小电机运行时电刷与换向器之间可能产生的换向火花，一般装在两个相邻主磁极之间，由换向极铁心和换向极绕组组成，如8.6所示。

换向极绕组用绝缘导线绕制而成，套在换向极铁心上，换向极的数目与主磁极相等。

（3）机座

电机定子的外壳称为机座，见图8.4中的3。

机座的作用有两个：

一是用来固定主磁极、换图8.5主磁极的结构

向极和端盖，并起整个电机的支撑和固定作用；1—主磁极2—励磁绕组3—机座

二是机座本身也是磁路的一部分，借以构成磁极之间磁的通路，磁通通过的部分称为磁轭。

为保证机座具有足够的机械强度和良好的导磁性能，一般为铸钢件或由钢板焊接而成。

（4）电刷装置

电刷装置是用来引入或引出直流电压和直流电流的，如图8.7所示。

电刷装置由电刷、刷握、刷杆和刷杆座等组成。

电刷放在刷握内，用弹簧压紧，使电刷与换向器之间有良好的滑动接触，刷握固定在刷杆上，刷杆装在圆环形的刷杆座上，相互之间必须绝缘。

刷杆座装在端盖或轴承内盖上，圆周位置可以调整，调好以后加以固定。

图1.6换向极图1.7电刷装置

1—换向极铁心1—刷握2—电刷

2—换向极绕组3—压紧弹簧4—刷辫

2.转子（电枢）

（1）电枢铁心

电枢铁心是主磁路的主要部分，同时用以嵌放电枢绕组。

一般电枢铁心采用由0.5mm厚的硅钢片冲制而成的冲片叠压而成（冲片的形状如图8.8（a）所示），以降低电机运行时电枢铁心中产生的涡流损耗和磁滞损耗。

叠成的铁心固定在转轴或转子支架上。

铁心的外圆开有电枢槽，槽内嵌放电枢绕组。

图3.8转子结构图

（2）电枢绕组

电枢绕组的作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量变换的关键部件，所以叫电枢。

它是由许多线圈（以下称元件）按一定规律连接而成，线圈采用高强度漆包线或玻璃丝包扁铜线绕成，不同线圈的线圈边分上下两层嵌放在电枢槽中，线圈与铁心之间以及上、下两层线圈边之间都必须妥善绝缘。

为防止离心力将线圈边甩出槽外，槽口用槽楔固定，如图8.9所示。

线圈伸出槽外的端接部分用热固性无纬玻璃带进行绑扎。

（3）换向器

在直流电动机中，换向器配以电刷，能将外加直流电源转换为电枢线圈中的交变电流，使电磁转矩的方向恒定不变；在直流发电机中，换向器配以

电刷，能将电枢线圈中感应产生的交变电动势转换为正、负电刷上引出的直流电动势。

换向器是由许多换向片组成的圆柱体，换向片之间用云母片绝缘，换向图3.9电枢槽的结构

片的紧固通常如图8.10所示，换向片的下部做成鸽1—槽楔2—线圈绝缘3—电枢导体

尾形，两端用钢制V形套筒和V形云母环固定，再用4—层间绝缘5—槽绝缘6—槽底绝缘

螺母锁紧。

（4）转轴

转轴起转子旋转的支撑作用，需有一定的机械强度和刚度，一般用圆钢加工而成。

图8.10换向器结构图8.11单叠绕组元件

1—换向片2—连接部分1—首端2—末端3—元件边4—端接部分5—换向片

二、直流电机的励磁方式

励磁绕组的供电方式称为励磁方式。

按励磁方式的不同，直流电机可以分为以下4类。

（1）他励直流电机

励磁绕组由其他直流电源供电，与电枢绕组之间没有电的联系，如图8.13（a）所示。

永磁直流电机也属于他励直流电机，因其励磁磁场与电枢电流无关。

图8.20中电流正方向是以电动机为例设定的。

（2）并励直流电机

励磁绕组与电枢绕组并联。

如图8.13（b）所示。

励磁电压等于电枢绕组端电压。

以上两类电机的励磁电流只有电机额定电流的1%～5%，图8.12单波绕组元件

所以励磁绕组的导线细而匝数多。

1—首端2—末端3—元件边

（3）串励直流电机4—端接部分5—换向片

励磁绕组与电枢绕组串联，如图8.13（c）所示。

励磁电流等于电枢电流，所以励磁绕组的导线粗而匝数较少。

（4）复励直流电机

每个主磁极上套有两套励磁磁绕组，一个与电枢绕组并联，称为并励绕组。

一个与电枢绕组串联，称为串励绕组，如图8.13（d）所示。

两个绕组产生的磁动势方向相同时称为积复励，两个磁势方向相反时称为差复励，通常采用积复励方式。

直流电机的励磁方式不同，运行特性和适用场合也不同。

（a）他励电动机（b）并励电动机（c）串励电动机（d）复励电动机

图8.13直流电机的励磁方式

三、直流电机的额定值

电机制造厂按照国家标准，根据电机的设计和试验数据而规定的每台电机的主要性能指标称为电机的额定值。

额定值一般标在电机的铭牌上或产品说明书上。

直流电机的额定值主要有下列几项：

1.额定功率

额定功率是指电机按照规定的工作方式运行时所能提供的输出功率。

对电动机来说，额定功率是指转轴上输出的机械功率；对发电机来说，额定功率是指电枢输出的电功率。

单位为kW（千瓦）。

2.额定电压

额定电压是电机电枢绕组能够安全工作的最大外加电压或输出电压，单位为V（伏）。

3.额定电流

额定电流是电机按照规定的工作方式运行时，电枢绕组允许流过的最大电流，单位为A（安培）。

4.额定转速

额定转速是指电机在额定电压、额定电流和输出额定功率的情况下运行时，电机的旋转速度，单位为r/min（转/分）。

额定值一般标在电机的铭牌上，又称为铭牌数据。

还有一些额定值，例如额定转矩TN、额定效率N等，不一定标在铭牌上，可查产品况明书或由铭牌上的数据计算得到。

额定功率与额定电压和额定电流之间有如下关系：

直流电动机PN=UNINN×103kW

直流发电机PN=UNIN×103kW

直流电机运行时，如果各个物理量均为额定值，就称电机工作在额定运行状态，亦称为满载运行。

在额定运行状态下，电机利用充分，运行可靠，并具有良好的性能。

如果电机的电枢电流小于额定电流，称为欠载运行；电机的电枢电流大于额定电流，称为过载运行。

欠载运行，电机利用不充分，效率低；过载运行，易引起电机过热损坏。

8.3直流电机的磁场、电动势、转矩

一、直流电机的磁场

由直流电机基本工作原理可知，直流电机无论作发电机运行还是作电动机运行，都必须具有一定强度的磁场，所以磁场是直流电机进行能量转换的媒介。

因此，在分析直流电机的运行原理以前，必须先对直流电机中磁场的大小及分布规律等有所了解。

1.直流电机的空载磁场

直流电机不带负载（即不输出功率）时的运行状态称为空载运行。

空载运行时电枢电流为零或近似等于零，所以，空载磁场是指主磁极励磁磁势单独产生的励磁磁场，亦称主磁场。

一台四极直流电机空载磁场的分布示意图如图8.14所示，为方便起见，只画一半。

图8.14直流电机空载磁场分布图

（1）主磁通和漏磁通

图8.14表明，当励磁绕组通以励磁电流时，产生的磁通大部分由N极出来，经气隙进入电枢齿，通过电枢铁心的磁轭（电枢磁轭），到S极下的电枢齿，又通过气隙回到定子的S极，再经机座（定子磁轭）形成闭合回路。

这部分与励磁绕组和电枢绕组都交链的磁通称为主磁通，用0表示。

主磁通经过的路径称为主磁路。

显然，主磁路由主磁极、气隙、电枢齿、电枢磁轭和定子磁轭等五部分组成。

另有一部分磁通不通过气隙，直接经过相邻磁极或定子磁轭形成闭合回路，这部分仅与励磁绕组交链的磁通称为漏磁通，以0表示。

漏磁通路径主要为空气，磁阻很大，所以漏磁通的数量只有主磁通的20%左右。

（2）直流电机的空载磁化特性

直流电机运行时，要求气隙磁场每个极下有一定数量的主磁通，叫每极磁通，当励磁绕组的匝数Wf一定时，每极磁通的大小主要决定于励磁电流If。

空载时每极磁通0与空载励磁电流If（或空载励磁磁势

的关系

或

）称为电机的图8.15直流电机铁心空载磁化曲线

空载磁化特性。

由于构成主磁路的五部分当中有四部分是铁磁性材料，铁磁材料磁化时的B-H曲线有饱和现象，磁阻是非线性的，所以空载磁化特性在

较大时也出现饱和，如图8.15所示。

为充分利用铁磁材料，又不致于使磁阻太大，电机的工作点一般选在磁化特性开始转弯、亦即磁路开始饱和的部分（图中A点附近）。

（3）空载磁场气隙磁密分布曲线

主磁极的励磁磁势主要消耗在气隙上，当近似地忽略主磁路中铁磁性材料的磁阻时，主磁极下气隙磁密的分布就取决于气隙δ大小分布情况。

一般情况下，磁极极靴宽度约为极距的75%左右，如图8.16（a）所示。

磁极中心及其附近，气隙较小且均匀不变，磁通密度较大且基本为常数，靠近两边极尖处，气隙逐渐变大，磁通密度减小，超出极尖以外，气隙明显增大，磁通密度显著减小，在磁极之间的几何中性线处，气隙磁通密度为零，因此，空载气隙磁通密度分布为一个平顶波，如图8.16空载气隙磁密分布曲线

图8.16（b）所示。

2.直流电机的电枢反应及负载磁场

（1）直流电机的电枢反应

直流电机空载时励磁磁势单独产生的气隙磁密分布为一平顶波，如图8.16（b）所示，负载时，电枢绕组流过电枢电流Ia，产生电枢磁势Fa，与励磁磁势Ff共同建立负载时的气隙合成磁密，必然会使原来的气隙磁密的分布发生变化。

通常把电枢磁势对气隙磁密分布的影响称为电枢反应。

下面先分析电枢磁势单独作用时在电机气隙中产生的电枢磁场，再将电枢磁场与空载气隙磁场合起来就可得到负载磁场，与空载气隙磁场相比较，可以了解电枢反应的影响。

（2）直流电机的电枢磁场图

图8.17表示一台两极直流电机电枢磁势单独作用产生的电枢磁场分布情况，圈中没有画出换向器，所以把电刷直接画在几何中性线处，以表示电刷是通过换向器与处在几何中性线上的元件边相接触的，由于电刷轴线上部所有元件构成一条支路，下部所有元件构成另一条支路，电枢元件边中电流的方向以电刷轴线为分界。

图中设上部元件边中电流为出来，下部元件边电流是进去，由右手螺旋定则可知，电枢磁势的方向由左向右，电枢磁场轴线与电刷轴线相重合，在几何中性线上，亦即与磁极轴线相垂直。

下面进一步分析电枢磁势和电枢磁场气隙磁密的分布情况。

如果假设图8.17所示电机电枢

绕组只有一个整距元件，其轴线与磁极轴线相垂直，如图8.18所示。

该元件有Wc匝。

元件中电流为ia，每个元件的磁势为iaWc安匝，由该元件建立的磁场的磁力线分布如图8.17所示，如果假想将此电机从几何中性线处切开展平，如图8.18所示。

以图中磁力线路径为闭合磁路，根据全电流定律可知，作用在这一闭合磁路的磁势等于它所包围的全电流iaWc，当忽略铁磁性材料的磁阻，并认为电机的气隙均匀时，则每个气隙所消耗的磁势为

，一般取磁力线自电枢出，进定子时的磁势为正，反之为负，这样可得一个整距绕组元件产生的磁势的分图8.17电刷在几何中性线处的电枢磁场

布情况如图1.26所示。

可以看出一个整距元件所产生的电枢磁势在空间的分布为一个以两个极距2τ为周期、幅值为

的矩形波。

图8.18绕组元件的磁势

当电枢绕组有许多整距元件均匀分布于电枢表面时，每一个元件产生的磁势仍是幅值为

的矩形波，把这许多个矩形波磁势叠加起来，可得电枢磁势在空间的分布为一个以两个极距2τ为周期的多级阶梯形波，为分析简便起见或者元件数目足够多时，可近似地认为电枢磁势空间分布为一个三角形波，三角形波磁势的最大值在几何中性线位置，磁极中心线处为零，如图8.19所示。

如果忽略铁心中的磁阻，认为电枢磁势全都消耗在气隙上，则根据磁路的欧姆定律，可得电枢磁场磁密的表达式为：

式中Fax——气隙中x处的磁势；

Bax——气隙中x处的磁密。

由上式可知，在磁极极靴下，气隙δ较小且变化不大，所以气隙磁密Bax与电枢磁势成正比，而在两磁极间的几何中性线附近，气隙较大，超过Fax增加的程度，使Bax反而减小，所以，电枢磁场磁密分布波形为马靴形，如图8.19中曲线3所示。

图1.26直流电机电枢反应磁密分布

（3）负载时的气隙合成磁场

如果磁路不饱和或者不考虑磁路饱和现象时，可以利用叠加原理，将空载磁场的气隙磁密分布曲线1和电枢磁场的气隙磁密分布曲线3相加，即得负载时气隙合成磁场的磁密分布曲线，如图8.19中的曲线4所示。

对照曲线l和4可见：

电枢反应的影响是使气隙磁场发生畸变，使半个磁极下的磁场加强，磁通增加，另半个极下的磁场减弱，磁通减少。

由于增加和减少的磁通量相等，每极总磁通Φ维持不变。

由于磁场发生畸变，使电枢表面磁密等于零的物理中性线偏离了几何中性线，如图8.19所示。

利用图8.19可以分析得知，对发电机，物理中性线顺着旋转方向（nF的方向）偏离几何中性线；而对电动机，则是逆着旋转方向（nD的方向）偏离几何中性线。

考虑磁路饱和影响时，半个极下磁场相加，由于饱和程度增加，磁阻增大，气隙磁密的实际值低于不考虑饱和时的直接相加值；另半个极下磁场减弱，饱和程度降低，磁阻减小，气隙磁密的实际值略大于不考虑饱和时的直接相加值，实际的气隙合成磁场磁密分布曲线如图8.19中的曲线5所示。

由于铁磁性材料的非线性，曲线5与曲线4相比较，减少的面积大于增加的面积，亦即半个极下减少的磁通大于另半个极下增加的磁通，使每极总磁通有所减小。

由以上分析可以知电刷放在几何中性线上时电枢反应的影响为：

a）使气隙磁场发生畸变。

半个极下磁场削弱，半个极下磁场加强。

对发电机，是前极端（电枢进入端）的磁场削弱，后极端（电枢离开端）的磁场加强；对电动机，则与此相反。

气隙磁场的畸变使物理中性线偏离几何中性线。

对发电机，是顺旋转方向偏离；对电动机，是逆旋转方向偏离。

b）磁路饱和时，有去磁作用。

因为磁路饱和时，半个极下增加的磁通小于另半个极下减少的磁通，使每个极下总的磁通有所减小。

二、电枢绕组的感应电动势

电枢绕组的感应电动势是指直流电机正负电刷之间的感应电动势，也就是电枢绕组一条并联支路的电动势。

电枢旋转时，电枢绕组元件边内的导体切割电动势，由于气隙合成磁密在一个极下的分布不均匀，如图8.20所示，所以导体中感应电动势的大小是变化的。

为分析推导方便起见，可把磁密看成是均匀分布的，取每个极下气隙磁密的平均值Bav，从而可得一根导体在一个极距范围内切割气隙磁密产生的电动势的平均值eav，其表达式为

式中Bav——一个极下气隙磁密的平均值，称平均磁通密度；

l——电枢导体的有效长度（槽内部分）；

v——电枢表面的线速度。

设电枢绕组总的导体数为N（N＝2SW），则每一条并联支路总的串联导体数为N/2α，因而电枢绕组的感应电动势

式中

——对已经制造好的电机，是一个常数，故称直流电机的电动势常数。

每极磁通Φ的单位用Wb（韦伯），转速单位用r/min时，电动势Ea的单位为V。

上式表明：

对已制成的电机，电枢电动势Ea与每极磁通Φ和转速n成正比。

假定电枢绕组是整距的（y1＝τ），如果是短距绕组（y1<τ），电枢电动势将稍有减小，因为一般短距不大，影响很小，可以不予考虑。

式中的Φ一般是图1.27气隙合成磁场磁密的分布

指负载时气隙合成磁场的每极磁通。

三、电枢绕组的电磁转矩

电枢绕组中流过电枢电流Ia时，元件的导体中流过支路电流ia，成为载流导体，在磁场中受到电磁力的作用。

电磁力f的方向按左手定则确定，如图1.27所示。

一根导体所受电磁力的大小为

如果仍把气隙合成磁场看成是均匀分布的，气隙磁密用平均值Bav表示，则每根导体所受电磁力的平均值为

一根导体所受电磁力形成的电磁转矩，其大小为

式中D——电枢外径。

不同极性磁极下的电枢导体中电流的方向也不同，所以电枢所有导体产生的电磁转矩方向部是一致的，因而电枢绕组的电磁转矩等于一根导体电磁转矩的平均值Tem乘以电枢绕组总的导体数N，即

式中

——对已制成的电机是一个常数，称为直流电机的转矩常数。

磁通的单位用Wb，电流的单位用A时，电磁转矩Tem的单位为N·m（牛·米）。

上式表明：

对已制成的电机，电磁转矩T与每极磁通Φ和电枢电流Ia成正比。

电枢电动势

和电磁转矩

是直流电机两个重要的公式。

对于同一台直流电机，电动势常数Ca和转矩常数CT之间具有确定的关系：

或者

8.4直流电机的换向

换向是直流电机中一个非常重要问题，直流电机的换向不良，将会造成电刷与换向器之间产生电火花，严重的会使电机烧毁。

所以，要讨论影响换向的因素以及产生电火花的原因，进而采取有效的方法改善换向，保障电机的正常运行。

一、换向的过程

直流电机运行时，电枢绕组的元件旋转，从一条支路经过固定不动的电刷短路，后进入另一条支路，元件中的电流方向将改变，这一过程称为换向，如图8.21所示。

图8.21是电机中一元件K的换向过程，设bS为电刷的宽度，一般等于一个换向片bK的宽度，电枢以恒速Va从左向右移动，TK为换向周期，S1、S2分别是电刷与换向片1、2的接触面积。

（a）换向开始瞬时（b）换向过程中某一瞬时（c）换向结束瞬时

图1.28换向元件的换向过程

1.换向开始瞬时（图8.21（a）所示），t=0，电刷完全与换向片2接触，S1=0，S2为最大，换向元件K位于电刷的左边，属于左侧支路元件之一，元件K中流的电流i=+ia，由相邻两条支路而来的电流为2ia，经换向片2流入电刷。

2.在换向过程中（图8.21（b）所示），t=TK/2，电枢转到电刷与换向片1、2各接触一部分，换向元件K被电刷短路，按设计希望此时K中的电流i=0，由相邻两条支路而来的电流为2ia，经换向片1、2流入电刷。

3.换向结束瞬时，（图8.21（c）所示），t=TK，电枢转到电刷完全与换向片1接触，S1为最大，S2=0，换向元件K位于电刷右边，属于右侧支路元件之一，K中流过的电流i=-ia，相邻两条支路电流2ia经换向片1流入电刷。

随着电机的运行，每个元件轮流经历换向过程，周而复始，连续进行。

二、影响换向的因素

影响换向的因素是多方面的，有机械因素、化学因素，但最主要的是电磁因素。

机械方面可通过改善加工工艺解决，化学方面可通过改善环境进行解决。

电磁方面主要是换向元件K中，附加电流iK的出现而造成的，下面分析产生iK的原因。