整流子

换向器是某些类型的电动机和发电机中的旋转电气开关，它会周期性地反转转子和外部电路之间的电流方向。它由一个由机器旋转电枢上的多个金属接触段组成的圆柱体组成。两个或多个称为电刷的电触点由碳等软导电材料制成，压在换向器上，在换向器旋转时与换向器的连续部分滑动接触。 电枢上的绕组（线圈）连接到换向器片。

换向器用于直流 (DC) 电机：发电机（直流发电机）和许多直流电机以及通用电机。在电动机中，换向器将电流施加到绕组。通过每半圈反转旋转绕组中的电流方向，就会产生稳定的旋转力（扭矩）。在发电机中，换向器截断绕组中产生的电流，每半圈反转电流方向，用作机械整流器，将来自绕组的交流电转换为外部负载电路中的单向直流电。1832 年建造了第 一台直流换向器型电机，即发电机。

换向器效率相对较低，还需要定期维护，例如更换电刷。因此，换向电机的使用正在减少，取而代之的是交流 (AC) 电机，并且近年来被使用半导体开关的无刷直流电机所取代。

换向器由一组固定在机器旋转轴上并连接到电枢绕组的接触棒组成。随着轴的旋转，换向器使绕组中的电流反向流动。对于单个电枢绕组，当轴完成二分之一圈时，现在连接绕组，以便电流以与初始方向相反的方向流过它。在电机中，电枢电流导致固定磁场对绕组施加旋转力或扭矩，使其转动。在发电机中，施加到轴上的机械扭矩通过静止磁场维持电枢绕组的运动，从而在绕组中感应出电流。在电动机和发电机的情况下，换向器周期性地反转流过绕组的电流方向，以便机器外部电路中的电流仅沿一个方向继续流动。

实用的换向器至少有三个接触段，以防止两个电刷同时仅桥接两个换向器段的死点。电刷比绝缘间隙宽，以确保电刷始终与电枢线圈接触。对于至少具有三段的换向器，尽管转子可能会停止在两个换向器段接触一个电刷的位置，但这只会使一个转子臂断电，而其他转子臂仍将正常工作。使用剩余的转子臂，电动机可以产生足够的扭矩来开始旋转转子，并且发电机可以为外部电路提供有用的电力。

换向器由一组固定在旋转机器或转子圆周部分周围的铜片和一组固定在机器固定框架上的弹簧式电刷组成。两个或多个固定电刷连接到外部电路，作为电动机的电流源或发电机的负载。

换向器片连接到电枢的线圈，线圈（和换向器片）的数量取决于机器的速度和电压。大型电机可能有数百个段。换向器的每个导电段都与相邻的段绝缘。云母被用在早期的机器上，现在仍在大型机器上使用。许多其他绝缘材料用于绝缘较小的机器； 例如，塑料可以快速制造绝缘体。

这些段使用每个段的边缘或下侧的燕尾形状固定在轴上。每个段周边的绝缘楔子被压紧，以便换向器在其正常工作范围内保持其机械稳定性。

在小型家电和工具电机中，这些部分通常永 久压接在适当的位置并且无法移除。当电机发生故障时，它会被丢弃并更换。在大型工业机器上（例如，额定功率从几千瓦到数千千瓦），更换单个损坏的部分是经济的，因此可以拧下端楔并移除和更换单个部分。

更换铜和云母段通常称为再填充。