單極直流電機

單極直流電機

homopolar machine

圖[單極直流電機原理示意]示一台圓筒形電樞單極直流電機的原理結構。當兩個環形勵磁線圈通直流電時，電機氣隙的整個圓周上將產生單一極性的磁場。當轉軸帶動圓筒形銅質電樞旋轉時，樞軸向兩端即感生電動勢，其方向是固定不變的。此電動勢由電刷從電樞兩端引出。電刷的作用只是引出電流，無換向問題。由於電樞是一個銅環，無需絕緣，它發熱小，耐高熱；加上這種電機結構簡單、維護容易和可靠性高等優點，在冶煉及電化學行業中獲得廣泛應用。

單極直流電機電壓低，電流大。電壓只有幾伏或十幾伏，而電流可達幾百安，幾千安，甚至上萬安。因此電刷的接觸損耗和發熱相當大，磨損也快。實用上應儘可能加多並聯電刷的數目,採用接觸電壓降小的銅-石墨電刷，或用導電和導熱更好的液態金屬，如水銀或鈉鉀合金等做電刷。

要提高單極直流電機電壓，就必須提高氣隙磁通密度和轉速。轉速受旋轉體機械強度的限制，氣隙磁通密度則受鐵磁飽和限制，都不能過高。如採用超導技術則可使單機功率比普通電機提高十幾倍以上