西门子模块6ES7315-2EH13-0AB0
直流电机的励磁绕组由单独的直流电源供电，与电枢绕组没有电的联系，励磁电流的大小不受电枢电流的影响会产生火花。产生火花的原因主要有电磁性的、机械性的、化学性的和电位差的等。改善换向是为了尽可能地消除火花。消除火花应从限制附加电流入手，其途径有两个：一是减少换向回路的合成电动势二是增大换向回路的接触电阻。常用以下几种方法。
装设换向磁极
装设换向磁极是改善换向常用的方法，除少数小容量直流电机外，一般均装设换向磁极。
换向磁极准确地装在主磁极间的几何中性线上，产生一个与电枢磁场反方向的换向磁场，使换向元件切割换向磁场产生的旋转电动势，正好可以抵消换向元件切割电枢磁场产生的旋转电动势和换向元件的电抗电动势就可以消除电刷的火花，从而改善了换向。容量为1kW以上的直流电机都装有换向极。
换向极极性确定的原则是换向极绕组产生的磁动势方向与电枢反应磁动势方向中电枢绕组中的电流方向为：N极下方的导体是流出纸面，S极上方的导体为流入纸面，故电枢磁动势的方向是从左指向右。为了抵消电枢反应磁动势，则换向极的磁动势方向必须与电枢磁动势方向即从右指向左，换向极绕组中的电流方向必须是。为了在负载变化时始终有效地改善换向，换向极绕组中应流过电枢电流，即换向极绕组与电枢绕组串联。
运用上述结论，直流发电机顺着电枢旋转方向
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一致。对直流电动机而言，和下面主磁极极性一台直流电机按照发电机确定了换向极绕组串联于电枢绕组的方向后，运行于电动机状态时不必改换接法，因为已改变了电枢电流和换向极绕组电流的方向。
直流电机运行时，每个支路中电流的方向是一定的，但同一个电刷两侧支路中电流的方向是的。电枢旋转时，电枢元件将经过电刷由一条支路进入另一条支路，元件中电流的方向要发生一次改变，这一现象称为换向。换向是否理想，影响着直流电机运行的可靠性。换向过程
从换向开始到换向结束的过程就称为换向过程。电枢绕组中每个元件都要经过换向过程，所有元件在换向过程中的情况一样，只需要讨论一个元件的换向过程就可以了。表示元件1的换向过程。
当直流电机处于的时刻，电刷仅与换向片1接触，元件1属于电刷右侧的支路，其电流方向为逆时针，并规定为此刻元件1处在即将换向的位置。
当直流电机处于的时刻，电刷与换向片1和换向片2接触，元件1既不属于右侧支路，也不属于左侧支路，而是处于换向过程中。
当直流电机处于的时刻，电刷仅与换向片2接触，元件1已属于电刷左侧的支路，其电流方向变为顺时针，并规定为此刻元件1换向结束，元件2处于即将换向的位置。
换向过程所需的时间称为换向周期T，通常只有千分之几秒。
元件的换向过程换向元件中的感应电动势和电流变化的特点
（1）换向元件中的感应电动势
①电抗电动势。在换向过程中，由于换向元件中电流从的变化，在换向元件中产生自感电动势，其方向由楞次定律可知，它总是阻碍原电流的变化，即方向应与换向前电负电刷之间的感应