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單向換向器此前美國(guó)和日本有研究和使用，但美國(guó)的換向方式是直線式[2-3]，體積龐大而機(jī)構(gòu)復(fù)雜；日本換向器雖然是旋轉(zhuǎn)式，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜且口徑和流量都小。本文所介紹的單向旋轉(zhuǎn)式換向器，用數(shù)值計(jì)算分析了換向器產(chǎn)生誤差的原因，結(jié)構(gòu)上有新的改進(jìn)，適合于各種口徑的流量標(biāo)準(zhǔn)裝置；誤差小、噪音小、體積小、驅(qū)動(dòng)力小。
直流電機(jī)常用換向器的結(jié)構(gòu)型式有兩種:楔形換向器和拱形換向器.由于拱形換向器換向片上只受一個(gè)力作用,壓圈與換向片之間的外側(cè)配合處有間隙存在,加之制造方便,結(jié)構(gòu)可靠,是目前應(yīng)用最廣的一種換向器.換向器是直流電機(jī)和交流換向器電機(jī)最重要、最復(fù)雜的部件之一,也是電機(jī)制造中工藝最復(fù)雜、要求最嚴(yán)峻的部件之一.因此合理地選擇換向器的結(jié)構(gòu)、材料及科學(xué)地設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的執(zhí)行工藝,對(duì)保證電機(jī)制造質(zhì)量、安全運(yùn)轉(zhuǎn)和延長(zhǎng)使用壽命,都具有重要的意義.
流量換向器是流量標(biāo)準(zhǔn)裝置中影響性能的一個(gè)關(guān)鍵部件，其誤差是構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)裝置誤差的主要成分之一。通過對(duì)流量換向器的流體動(dòng)力分析和噴口速度場(chǎng)計(jì)算，找到傳統(tǒng)流量換向器產(chǎn)生誤差的原因；針對(duì)誤差源找到了減小誤差的方法，設(shè)計(jì)出了單向旋轉(zhuǎn)式流量換向器。理論分析，單向旋轉(zhuǎn)式換向器可以xc由于流量標(biāo)準(zhǔn)裝置噴口流速畸變?cè)斐傻恼`差。試驗(yàn)證明，誤差比傳統(tǒng)換向器減小一個(gè)數(shù)量級(jí)，噪音減小30～50dB，體積減小1/3，動(dòng)力減小1/2。隨著流量標(biāo)準(zhǔn)裝置性能的提高，設(shè)計(jì)誤差小的換向器是建立標(biāo)準(zhǔn)流量裝置需要。在泉州日新流量?jī)x表公司{zx1}建設(shè)的DN20~DN300的質(zhì)量法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置中設(shè)計(jì)使用了一種單向旋轉(zhuǎn)式流量換向器，此換向器不同于傳統(tǒng)的雙向運(yùn)動(dòng)換向器。單向旋轉(zhuǎn)式換向器使換向器A類不確定度達(dá)到了0.005％，B類不確定度達(dá)到了0.0005％；標(biāo)準(zhǔn)裝置的擴(kuò)展不確定度優(yōu)于0.05%，減小了對(duì)稱重傳感器的準(zhǔn)確度要求。
換向器在電機(jī)運(yùn)行中,要承受電壓、離心力和熱應(yīng)力的綜合作用.但不允許其有微小的變形,且要具有較高的耐磨性、耐電弧性、耐熱性及可靠的絕緣性能.由于換向器是由許多換向片、云母片和金屬(或壓塑料)緊固件組成的,因此對(duì)換向器的設(shè)計(jì)和各個(gè)零部件的加工精度要求較高,所采用的材料的電氣性能和物理性能必須符合規(guī)定,制造換向器的工藝過程和采用的工藝參數(shù)也必須合理.
