换向极安装在相邻的两主磁极之间,由换向极铁心和换向极绕组组成。换向极铁心比主磁极的简单,一般用整块钢板加工制成。换向极绕组常用较大截面的扁铜线绕制而成,放置在换向极铁心上。换向极绕组匝数不多,总与电枢绕组串联在一起。
直流电机无论发电机还是电动机运行,转子(即电枢)总是有电流通过建立电枢磁 场 ,该磁场与主磁场(即励磁绕组通电产生的磁场)成垂直正交关系,故称交轴电枢磁场,它使 主磁场歪扭)且或多或少对主磁场有削弱作用。为抵消交轴磁场对主磁场的歪扭及换向元件 电抗电势等的影响,在电枢磁场轴线方向的定子内周上装置换向极。经直流电机不同运行方 式下电枢磁场的分析,对换向极性作这样的要求:发电机运行时,换向极极性与旋转方向的下一个主极 极性相同;电动机运行时,换向极极性与发电机的相反。
换句话说,换向极能减小电机运行时电刷与换向器之间可能产生的换向火花,直流电机电枢(也就是转子)在工作中因通过电流而产生电枢磁场,该磁场造成定子磁场发生畸变,造成电机换向火花。
而加装换向极,串接到电枢回路中,并使换向极的磁场方向与电枢磁场方向相反,用换向极磁场抵消(实际上不能完全抵消,只是削弱了)电枢磁场,保证定子磁场不发生太大地畸变,保证电机换向。
主磁极与换向极交替排列的关系:在直流电动机中,顺着电机的旋转方向,每个主磁极后边的是极性相同的换向极。
换向极绕组应与电枢绕组串联,使换向极产生的磁场强度随电枢电流的增大而 增强;同时还使换向极的方向与此处出现的电枢磁场方向相反。这样,就可以使任何工况下换向极产生的磁场,总是起到抵消电枢反应影响的作用,使换向元件有较 好的换向条件。补偿绕组,直流电机的磁通是由励磁绕组产生的,因此,在理想状态下,主磁极下的气隙磁通应该是均匀的,但是,当电枢通入电流后也会产生磁通,会对电机的主磁通产生影响,它会延电枢旋转方向上产生磁通减弱的现象,这样不利于电机的运行性能,因此在大电机或特种设备上加装了补偿绕组,用来抵消电枢反应带来的磁通畸变现象。