STR-H2003在磁场中旋转的线圈在各种位置所产生的直流电压的情况分析如下:

在位置(a)时,线圈顺时针方向旋转,但线圈两边不切割磁力线,因而也不产生电动势。图中表明黑色电刷正开始与黑色换向片接触,而白色电刷正与白色换向片接触。

在位置(b)时,线圈切割磁力线的根数最多(即磁通的变化率最大),因而感应电动

势最大。这时,白色的电刷正与白色换向片接触,仪表指针向右偏转,指示出输出电压的极性。

在位置(c)时,线圈刚好转过180°,线圈不切割磁力线,输出电压再次为零。此时,

应该注意电刷与换向器两个片的接触情况:在180°角的位置时,黑色电刷正与换向器一侧的黑、白两片同时接触,而白色电刷正与换向器另一侧的黑、白两片同时接触。在线圈稍稍转过180°后,黑色电刷仅与换向器的白色片接触,而白色电刷仅与换向器的黑色片接触。

由于换向器的转换作用,黑色电刷总是和向下运动的线圈一边相接触,而白色电刷总是与向上运动的线圈一边相接触。尽管电枢线圈黑、白两边中的实际电流方向是改变的,但在换向器的作用下.使通过外电路或仪表中的电流总是沿着一个方向流动。位置(d)画出了这种情况。

在图4.2-4中画出了电枢转动一周其电枢电压的变化情况,可以看到,发电机的输出电压尽管有幅值上的变化,但没有方向上的变化,因此,发电机输出的是直流电。换向器的换向过程有时也称为整流,因此,换向器又称为整流子。

在每一个电刷与整流子的两片同时接触的瞬间(图4,2-4中位置A、C和E),电路处于短路状态c如果此时线圈中产生感应电动势的话,在电路中将产生很大的电流,这样会在整流子上产生电弧,从而损伤整流子。因此,电刷必须被准确地安装在发生短路时感应电动势恰好为零的位置上,这个位置称为中性面。

图4.2-4所示的发电机所产生的电压在线圈每转一周时二次从零变到最大值。直流电压的这种变化称为“波纹”,这将使输出直流电压不稳定。要改变这一缺点,可以采用增加电枢线圈的方法,即:采用多个电枢绕组以减小输出电压的波动。