一、直流電機(jī)的勵(lì)磁方式和磁場(chǎng)

（一）勵(lì)磁方式

直流電機(jī)中有兩種基本繞組，即勵(lì)磁繞組和電樞繞組。勵(lì)磁繞組和電樞繞組之間的連接方式稱為勵(lì)磁方式，不同勵(lì)磁方式的直流電機(jī)，其特性有很大的差異，故選擇勵(lì)磁方式是選擇直流電機(jī)的重要依據(jù)。

直流電機(jī)的勵(lì)磁方式可分為他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)四類，如圖1—19所示。

1．他勵(lì)電機(jī)

他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組和電樞繞組分別由兩個(gè)不同的電源供電，這兩個(gè)電源的電壓可以相同，也可以不同。如圖1—19（a），勵(lì)磁電流I_f的大小僅決定于勵(lì)磁電源的電壓和勵(lì)磁回路的電阻，而與電機(jī)的電樞電壓大小及負(fù)載基本無(wú)關(guān)。用永久磁鐵作主磁極的電機(jī)可當(dāng)作他勵(lì)電機(jī)。

2．并勵(lì)電機(jī)

并勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組和電樞繞組并聯(lián)，由同一電源供電，其接線圖如圖1—19（b）。勵(lì)磁電流一般為額定電流的5%，要產(chǎn)生足夠大的磁通，需要有較多的匝數(shù)，所以并勵(lì)繞組匝數(shù)多，導(dǎo)線較細(xì)。并勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)一般用于恒壓系統(tǒng)。中小型直流電動(dòng)機(jī)多為并勵(lì)式。

3．串勵(lì)電機(jī)

勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，如圖1—19（c）。勵(lì)磁電流與電樞電流相同，數(shù)值較大，因此，串勵(lì)繞組匝數(shù)很少，導(dǎo)線較粗。串勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)具有很大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，但其機(jī)械特性很軟，且空載時(shí)有極高的轉(zhuǎn)速，串勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)不準(zhǔn)空載或輕載運(yùn)行。串勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)常用于要求很大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩且轉(zhuǎn)速允許有較大變化的負(fù)載等。

4．復(fù)勵(lì)電機(jī)

電機(jī)至少由兩個(gè)繞組勵(lì)磁，其中之一是串勵(lì)繞組，其他為他勵(lì)（或并勵(lì)）繞組，如圖1—19（d）所示。通常他勵(lì)（或并勵(lì)）繞組起主要作用，串勵(lì)繞組起輔助作用。若串勵(lì)繞組和他勵(lì)（或并勵(lì)）繞組的磁勢(shì)方向相同，稱為積復(fù)勵(lì)；該型電機(jī)多用于要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，轉(zhuǎn)速變化不大的負(fù)載；由于積復(fù)勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)在兩個(gè)不同旋轉(zhuǎn)方向上的轉(zhuǎn)速和運(yùn)行特性不同，因此不能用于可逆驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。若串勵(lì)繞組和并勵(lì)（或他勵(lì)）繞組的磁勢(shì)方向相反，稱為差復(fù)勵(lì)；差復(fù)勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)一般用于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，而要求轉(zhuǎn)速平穩(wěn)的小型恒壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中；這種勵(lì)磁方式的直流電動(dòng)機(jī)也不能用于可逆驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。

直流電機(jī)各類繞組接線后，其引出線的端頭要加以標(biāo)記，各繞組線端的符號(hào)見(jiàn)表1—1所示。

說(shuō)明：①注腳“1”是始端，為正極；“2”是末端，為負(fù)極。②我國(guó)現(xiàn)行采用的符號(hào)與IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定相同。

（二）空載時(shí)直流電機(jī)中的磁場(chǎng)

直流電機(jī)空載時(shí)，電樞電流為零，只有勵(lì)磁繞組中存在電流。因此，空載時(shí)電機(jī)的氣隙磁場(chǎng)完全由勵(lì)磁繞組的電流所產(chǎn)生。

（三）電樞磁場(chǎng)

直流電機(jī)帶有負(fù)載時(shí)，電樞繞組中有電流通過(guò)，電樞繞組的電流也會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，稱為電樞磁場(chǎng)。

電樞磁場(chǎng)沿電樞表面的分布情況，與電樞電流的分布情況有關(guān)。在直流電機(jī)中，電樞電流的分界線是電刷，在電刷軸線兩側(cè)對(duì)稱分布，所以電樞磁場(chǎng)的分布情況與電刷的位置有關(guān)。

（四）電樞反應(yīng)

直流電機(jī)帶上負(fù)載運(yùn)行后，電樞里有電流流過(guò)，電樞電流產(chǎn)生電樞磁場(chǎng)，電樞磁場(chǎng)的出現(xiàn)有可能對(duì)主極磁場(chǎng)產(chǎn)生影響，這種影響稱為電樞反應(yīng)。

二、直流電機(jī)的電樞電動(dòng)勢(shì)

電樞繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為電樞電動(dòng)勢(shì)。電樞電動(dòng)勢(shì)是指直流電機(jī)正、負(fù)電刷之間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，也就是每個(gè)支路里的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)，其電樞中產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)直流電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩，通過(guò)電機(jī)軸帶動(dòng)負(fù)載，電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為反向電動(dòng)勢(shì)與電樞所加外電壓相平衡；當(dāng)其作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩為阻轉(zhuǎn)矩，電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為正向電動(dòng)勢(shì)向外輸出電壓，供給直流負(fù)載。

每條支路所含的元件數(shù)是相等的，而每個(gè)支路里的元件都是分布在同極性下的不同位置上。這樣，先求出一根導(dǎo)體在一個(gè)極距范圍內(nèi)切割氣隙磁通密度的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。再乘上一個(gè)支路里總的導(dǎo)體數(shù)，就是電樞電動(dòng)勢(shì)。

磁通的單位為Wb，轉(zhuǎn)速的單位為r/min，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的單位為V。

式（1—14）表明直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電機(jī)結(jié)構(gòu)、氣隙磁通和電機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)。當(dāng)電機(jī)制造好以后，與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)Ce不再變化，因此電樞電動(dòng)勢(shì)僅與氣息磁通和轉(zhuǎn)速有關(guān)，改變轉(zhuǎn)速和磁通均可改變電樞電動(dòng)勢(shì)的大小。

三、直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩

根據(jù)電磁力定律，當(dāng)電樞繞組有電樞電流流過(guò)時(shí)，在磁場(chǎng)內(nèi)將受到電磁力的作用，該力與電機(jī)電樞鐵心半徑之積稱為電磁轉(zhuǎn)矩。一根導(dǎo)體在磁場(chǎng)中所受電磁力的大小可用下式計(jì)算

從式（1—18）可看出，制造好的直流電機(jī)其電磁轉(zhuǎn)矩僅與電樞電流和氣隙磁通成正比。

四、直流電機(jī)的功率

電機(jī)是進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的裝置，因而功率關(guān)系是電機(jī)運(yùn)行中最基本的關(guān)系。電機(jī)在運(yùn)行中，存在著輸入功率、輸出功率和各種損耗，它們之間應(yīng)滿足能量守恒定律。

在進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生各種損耗，其能量轉(zhuǎn)換為熱能使電機(jī)發(fā)熱。

（一）電機(jī)的損耗

1．銅耗P_Cu

銅耗包括電樞繞組、勵(lì)磁繞組、換向極繞組、補(bǔ)償繞組的銅耗和電刷與換向器接觸電阻產(chǎn)生的損耗。銅耗的大小與電流、繞組電阻及電刷的接觸電阻有關(guān)。銅耗將引起繞組及換向器發(fā)熱。銅耗與電流平方成正比，隨著電機(jī)的負(fù)載變化，稱為可變損耗。

2．機(jī)械損耗P_mec

機(jī)械損耗是指電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)部分與靜止部分以及周圍空氣摩擦所引起的損耗，主要有軸承摩擦損耗、電刷摩擦損耗和電樞與周圍空氣的摩擦損耗等，其大小和電機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)。機(jī)械損耗將引起軸承和換向器發(fā)熱。

3．鐵耗P_Fe

交變磁通在鐵心中產(chǎn)生的磁滯和渦流損耗稱為鐵耗。電樞鐵心在靜止的磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)，通過(guò)鐵心中的磁通為交變磁通，產(chǎn)生鐵耗；電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞槽口引起主極表面磁通脈動(dòng)，在極靴表面產(chǎn)生鐵耗。鐵耗大小與電機(jī)的轉(zhuǎn)速、磁密及鐵心沖片的厚度、材料有關(guān)。鐵耗將引起鐵心發(fā)熱。

機(jī)械損耗和鐵耗與負(fù)載（電樞電流）的大小無(wú)關(guān)，因此這兩項(xiàng)損耗之和稱為不變損耗。

P_Fe和P_ad在電機(jī)空載時(shí)就存在，稱為空載損耗P₀

P₀= P_Fe+ P_ad

空載損耗P₀與電機(jī)的負(fù)載無(wú)關(guān)，也稱不變損耗。

4．附加損耗P_ad  

除了上述各種損耗之外，電機(jī)還存在著附加損耗。附加損耗很難精確計(jì)算，一般估計(jì)為電機(jī)輸出功率的（0.5~1）%，即 P_ad=（0.5~1）%P₂

嚴(yán)格的說(shuō)，P_ad有一部分空載時(shí)就存在，另一部分隨負(fù)載而變化，但為計(jì)算方便，常把附加損耗和空載損耗歸為一類。

電機(jī)的總損耗åP為：åP = P_Cu+ P_Fe+ P_ad+ P_s= P_Cu+ P₀    

（二）電磁功率

在電機(jī)中，把通過(guò)電磁作用傳遞的功率稱為電磁功率，用P_em表示。對(duì)發(fā)電機(jī)，輸入機(jī)械功率P₁=TΩ，此功率不能全部轉(zhuǎn)換為電功率，必須克服電機(jī)的空載損耗P₀后才能進(jìn)行電磁轉(zhuǎn)換，即P_em= P₁−P₀。             

轉(zhuǎn)換而來(lái)的電功率不能全部輸出，必須扣除電機(jī)的銅耗P_cu后才能供給負(fù)載，輸出給負(fù)載的功率P₂= UI，即P₂= P_em−P_cu=UI 。

對(duì)電動(dòng)機(jī)，輸入電功率為P₁= UI，此功率不能全部轉(zhuǎn)換為機(jī)械功率，必須扣除電機(jī)本身的銅耗P_Cu后才能進(jìn)行電磁轉(zhuǎn)換，即P_em= P₁−P_Cu。

轉(zhuǎn)換而來(lái)的機(jī)械功率不能全部輸出，必須扣除電機(jī)的空載損耗P₀后才能輸出，其軸上的輸出功率P₂= TW，即P₂=P_em−P₀= T₂W。

電磁功率既可看成是機(jī)械功率，又可看成是電功率。從機(jī)械功率的角度看P_em，它是電磁轉(zhuǎn)矩T和旋轉(zhuǎn)角速度Ω的積，即P_em= TW。

從電功率角度看P_em，它是電樞電勢(shì)E_a和電樞電流I_a的積，即P_em= E_aI_a。

根據(jù)能量守恒定律，兩者相等，即P_em= TW= E_aI_a。

因此無(wú)論是發(fā)電機(jī)還是電動(dòng)機(jī)，電磁功率均指電機(jī)能夠利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的這部分功率，可以表示為機(jī)械功率的形式，也可以表示為電功率的形式。

（三） 功率平衡方程式

電機(jī)的輸入功率為P₁，輸出功率為P₂，總損耗為åP，根據(jù)能量守恒定律，可得功率平衡方程式：P₁=P₂+åP 。             

五、直流電動(dòng)機(jī)的基本方程

直流電動(dòng)機(jī)的基本方程式包括：電樞電動(dòng)勢(shì)公式、電壓平衡方程、電磁轉(zhuǎn)矩公式、電磁轉(zhuǎn)矩平衡方程、勵(lì)磁特性公式和功率平衡方程。在列寫(xiě)直流電機(jī)的基本方程之前，各有關(guān)物理量如電壓、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電流轉(zhuǎn)矩等，都應(yīng)事先規(guī)定好他的參考方向。直流電機(jī)各參考量的方向是任意的，但一旦標(biāo)定好后就不應(yīng)當(dāng)再改變，所有的方程均按參考方向的標(biāo)定進(jìn)行列寫(xiě)。

如圖1—20所標(biāo)定的參考方向稱為電動(dòng)機(jī)慣例。在圖中T₂是電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩，即負(fù)載轉(zhuǎn)矩。

根據(jù)電動(dòng)機(jī)慣例。電動(dòng)機(jī)的基本方程如下

六、直流電機(jī)的換向

直流電機(jī)電樞繞組中一個(gè)元件經(jīng)過(guò)電刷從一個(gè)支路轉(zhuǎn)換到另一個(gè)支路時(shí)，電流方向改變的過(guò)程為換向。當(dāng)電機(jī)帶負(fù)載后，元件中的電流經(jīng)過(guò)電刷時(shí)，電流方向會(huì)發(fā)生變化。換向不良會(huì)產(chǎn)生電火花或環(huán)火，嚴(yán)重時(shí)將燒毀電刷，導(dǎo)致電機(jī)不能正常運(yùn)行，甚至引起事故。

（一）換向概述

直流電機(jī)每個(gè)支路里所含元件的總數(shù)是相等的，但是，就某一個(gè)元件來(lái)說(shuō)它一會(huì)兒在這個(gè)支路里，一會(huì)兒又在另一個(gè)支路里。一個(gè)元件從一個(gè)支路換到另一個(gè)支路時(shí)要經(jīng)過(guò)電刷。當(dāng)電機(jī)帶有負(fù)載后，電樞元件中有電流流過(guò)，同一支路里各元件的電流大小與方向都是一樣的，相鄰支路里電流大小雖然一樣，但方向卻是相反的?？梢?jiàn)，某一元件經(jīng)過(guò)電刷，從一個(gè)支路換到另一個(gè)支路時(shí)，元件里的電流必然改變方向?，F(xiàn)以圖1—21所示單疊繞組為例來(lái)看某個(gè)元件里電流換向的過(guò)程。

為了分析簡(jiǎn)單，忽略換向片之間的絕緣并假設(shè)電刷寬度等于換向片寬度。在圖1—22中，電樞繞組以線速度u_a從右向左移動(dòng)，電刷固定不動(dòng)，觀察圖中元件1的換向過(guò)程。當(dāng)電刷完全與換向片1接觸時(shí)，元件1里流過(guò)的電流為圖中所標(biāo)方向，電流大小為I=Ia;當(dāng)電樞轉(zhuǎn)到使電刷與換向片2相接觸時(shí)，元件1被電刷短路。由于換向片2接觸了電刷，該元件里的電流被分流了一部分。當(dāng)電刷僅與換向片2接觸時(shí)，換向元件1已進(jìn)入另一支路，其中電流也從換向前的方向變?yōu)閾Q向后的反方向，完成了換向過(guò)程元件1中流過(guò)的電流為I=-Ia。元件從開(kāi)始換向到換向終了所經(jīng)歷的時(shí)間，稱為換向周期Tk，換向周期通常只有千分之幾秒。直流電機(jī)在運(yùn)行時(shí)電樞繞組每個(gè)元件在經(jīng)歷過(guò)電刷時(shí)，都要經(jīng)歷上述的換向過(guò)程。

換向問(wèn)題很復(fù)雜，換向不良會(huì)在電刷和換向片之間產(chǎn)生火花，當(dāng)火花到一定程度時(shí)有可能損壞電刷和換向器表面，從而使電機(jī)不能正常工作，但也不是說(shuō)，直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)，一點(diǎn)火花也不許出現(xiàn)。詳細(xì)情況可以參閱有關(guān)國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

產(chǎn)生火花的原因是多方面的，除電磁原因外，還有機(jī)械的原因，此外換向過(guò)程中還伴隨著有電化學(xué)和電熱學(xué)等現(xiàn)象，所以相當(dāng)復(fù)雜。

下面僅對(duì)電磁方面的原因做一簡(jiǎn)略地分析。

（二）換向的電磁理論

換向的電磁理論指的是換向元件在換向過(guò)程中電流變化的情況，從而判斷什么情況下會(huì)產(chǎn)生火花，什么情況下不產(chǎn)生火花。

設(shè)兩相鄰的換向片與電刷間的接觸電阻分別為Rb1和Rb2，元件自身電阻為R，流過(guò)的電流為I，元件與換向片間的連線電阻為Rk，與兩個(gè)換向片連接的元件電流為I1和I2，是換向元件的合成電動(dòng)勢(shì)，則根據(jù)基爾霍夫電壓定律可列寫(xiě)換向元件在換向過(guò)程中的回路方程：

 

從式（1—33）可看出，換向元件里的電流隨時(shí)間線性變化，這種換向稱為直線換向。直線換向時(shí)不產(chǎn)生火花，故又稱為理想換向，直線換向時(shí)元件電流i的變化曲線如圖1—22所示。

2．延遲換向

由于換向元件為線圈，且換向過(guò)程中線圈中的電流是變化的，因此線圈中存在自感電動(dòng)勢(shì)El；為了保證換向可靠，實(shí)際的電刷的寬度比換向片的寬度要大得多，在換向過(guò)程中有多個(gè)元件同

切割電動(dòng)勢(shì)存在同樣使換向電流變化延緩。因此線圈中合成電動(dòng)勢(shì)（電抗電動(dòng)勢(shì)和切割電動(dòng)勢(shì)之和）的存在使換向電流變化不再是線性的，出現(xiàn)了電流延遲現(xiàn)象的換向稱為延遲換向。延遲換向時(shí)電刷下的各點(diǎn)電流密度不再為常數(shù)。e_r+e_a在換向元件中產(chǎn)生的電流稱為附加換向電流，用i_k表示

如果換向元件里的電流按照?qǐng)D1—22中的延遲換向曲線變化，電機(jī)運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生火花，但是當(dāng)合成電動(dòng)勢(shì)較大時(shí)，換向元件里的電流并不按圖中所繪制的延遲換向曲線變化，在電刷與換向片離開(kāi)的瞬間，換向元素中的附加電流可能不為零，當(dāng)這個(gè)附加電流足夠大時(shí)將在電刷下產(chǎn)生電火花。

直流電機(jī)因換向不良引起電刷下產(chǎn)生火花，除了上述的電磁原因外還有機(jī)械以及化學(xué)方面的因素。機(jī)械因素包括：換向器偏心；換向片之間的絕緣凸出；電刷與換向器表面接觸的不好；電刷上的壓力大小不合適；電刷在刷盒里因裝的太緊而卡住，或者太松而跳動(dòng)；各電刷桿之間不等距；各個(gè)換向極下的氣隙不均勻；換向器表面不清潔等等。化學(xué)方面的因素包括；電刷壓力過(guò)大，或者高空缺氧、缺水氣以及某些電機(jī)所處環(huán)境為化工廠，這些都有可能破壞換向器表面的氧化亞銅薄膜，從而產(chǎn)生火花。

3．超越換向

如果換向極的磁場(chǎng)較強(qiáng)，e_k抵消e_r后有剩余，剩余電勢(shì)產(chǎn)生的i_k改變了方向（i_k<0）。當(dāng)i=0時(shí)，t<T_K /2，電流改變方向的時(shí)刻比直線換向時(shí)提前，故稱為超越換向，又叫過(guò)補(bǔ)償換向。此時(shí)前刷邊電流密度增大，后刷邊電流密度減小，這種情況同樣對(duì)換向是不利的。

（三）改善換向的方法

改善換向的目的在于消除或削弱電刷下的火花。由于電磁原因是產(chǎn)生火花的主要因素所以下面主要分析如何消除或削弱由此引起的電磁性火花。

產(chǎn)生電磁火花的直接原因是附加換向電流i_k。為改善換向，必許限制附加換向電流i_k。由式（1—36）知，減小i_k的方法有兩種：一是增加接觸電阻R_b1和R_b2；二是減小換向元件中的合成電動(dòng)勢(shì) 為此改善換向一般采用以下兩種方法。

1．選用合適的電刷，增加電刷與換向片之間的接觸電阻

電機(jī)用電刷的型號(hào)規(guī)格很多，其中炭—石墨電刷的接觸電阻最大，石墨電刷和電化石墨電刷次之，銅—石墨電刷的接觸電阻最小。

直流電機(jī)如果選用接觸電阻大的電刷，有利于換向，但接觸壓降較大，電能損耗大，發(fā)熱大。同時(shí)由于這種電刷允許電流密度較小，電刷接觸面積和換向器尺寸以及電刷的摩擦都將增大。設(shè)計(jì)制造電機(jī)時(shí)綜合考慮兩方面的因素，選擇了恰當(dāng)?shù)碾娝⑴铺?hào)。為此，在使用維修中，欲更換電刷時(shí)，必須選用與原來(lái)同一牌號(hào)的電刷，如果實(shí)在配不到相同牌號(hào)的電刷，那就盡量選擇特性與原來(lái)相近的電刷，并全部更換。

2．裝設(shè)換向極

目前改善直流電機(jī)換向最有效的辦法，是安裝換向極，換向極裝設(shè)在相鄰兩主磁極之間的幾何中性線上，如圖1—23所示。加裝換向極的目的，主要是讓它在換向元件處產(chǎn)生一個(gè)磁動(dòng)勢(shì)，首先把電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)抵消掉，使得切割電動(dòng)勢(shì)；其次還得產(chǎn)生一個(gè)氣隙磁通密度，換向元件切割磁磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)去抵消電抗電動(dòng)勢(shì)。為達(dá)到此目的，換向極繞組應(yīng)與電樞繞組相串聯(lián)，使換向極磁場(chǎng)也隨電樞磁場(chǎng)的強(qiáng)弱而變化，換向極極性的確定原則是使換向極磁場(chǎng)方向與電樞磁場(chǎng)方向相反。當(dāng)換向極安裝正確可使合成電動(dòng)勢(shì)大為減小，甚至使，換向?yàn)橹本€換向。1kW以上的直流電機(jī)，幾乎都安裝換向極。

由于電樞反應(yīng)的影響使主磁極下氣隙磁通密度曲線發(fā)生畸變，這樣就增大了某幾個(gè)換向片之間的電壓。在負(fù)載變化劇烈的大型直流電機(jī)內(nèi)，有可能出現(xiàn)環(huán)火現(xiàn)象，即正負(fù)電刷間出現(xiàn)電弧。電機(jī)出現(xiàn)環(huán)火，可以很短的時(shí)間內(nèi)損壞電機(jī)。防止環(huán)火出現(xiàn)的辦法是在主磁極上安裝補(bǔ)償繞組，從而抵消電樞反應(yīng)的影響。補(bǔ)償繞組與電樞繞組串聯(lián)，它產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)恰恰能抵消電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)。這樣，當(dāng)電機(jī)帶負(fù)載后，電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)被抵消，不會(huì)使氣隙磁通密度曲線發(fā)生畸變，從而可以避免出現(xiàn)環(huán)火現(xiàn)象。

補(bǔ)償繞組裝在主磁極極靴里，有了補(bǔ)償繞組，換向極的負(fù)擔(dān)減輕了，有利于改善換向。