電樞

微型電機的一個直流電樞

一個直流電樞半成品的部分繞組

在電氣工程中，電樞（英語：armature）是電機中交流電流過的繞組（或其中一組繞組）。由於換向器的作用（周期性地改變電流方向）或電子換向（如無刷直流電機），即使在直流電機上也能傳輸交流電。電樞可以位於轉子（旋轉部分）或定子（靜止部分）上，具體取決於電機的類型。

電樞繞組與氣隙中的磁場（磁通量）相互作用，磁場由永久磁鐵或由導電線圈組成的電磁鐵產生。

電樞必須承載電流，因此它始終是一個導體或導電線圈，垂直於磁場和運動、力矩（旋轉式電機）或力（直線式電機）的方向。電樞的作用有兩個，一是在磁場中傳輸電流，從而在旋轉式機器中產生軸力矩或在直線機器中產生力，二是產生電動勢（EMF）。

電樞和磁場的相對運動會產生電動勢。在電動機中，電磁場與電樞電流方向相反，電樞將電力轉換為力矩形式的機械力並通過軸傳遞。在發電機中，電樞電磁場驅動電樞電流，並將軸的動能轉換為電能。在異步電動機中，電樞電流來自定子繞組。

短路檢測器用於檢查電樞中是否存在短路、斷路及對地漏電。

名稱

電樞一詞在19世紀中期被首次用於電氣領域，英文為magnet keeper，即磁鐵保護器。

交流發電機或相關設備的部件可以用機械術語或電氣術語表示，儘管這兩套術語截然不同，但它們經常被交替使用，也存在包括一個機械術語和一個電氣術語組合的使用方式。比如使用無刷交流電機等複合機械或與習慣於不同配置機械的人交流時。

在大多數發電機中，產生磁場的磁鐵作為轉子的一部分是旋轉的，而電樞作為定子的一部分是靜止的。不管是電動機還是發電機都可以使用固定電樞和旋轉磁鐵或旋轉電樞和固定磁鐵來構架。而永磁體或電磁鐵的極片和作為電氣開關或繼電器的螺線管的活動鐵件也可稱為電樞。

直流電機中的電樞反應

直流電機有兩個磁通源：電樞磁通和主磁通。電樞磁通對主磁通的影響稱為電樞反應。電樞反應會改變磁場的分布，從而影響電機的運行。電樞磁通的影響可通過在主磁極上增加補償繞組或在某些電機中增加連接在電樞迴路中的中間磁極來抵消。

電樞反應對於旋轉放大器至關重要。

由於電樞上繞有線圈，因此只要線圈中有電流流過，電樞中就會產生垂直於主磁場的磁場，這一作用稱為電樞交叉磁化。電樞磁場的作用是扭曲主磁場並改變中性面，中性面在電樞繞組平行於磁通線運動方向的位置，因此位於該平面內的軸稱為磁中性軸（MNA）。這種效應稱為電樞反應，反應力的大小與電樞線圈中的電流大小成正比。

幾何中軸（GNA）是相鄰磁極中心線夾角的平分線，磁中性軸是垂直於通過電樞中心的磁通平均方向的軸線。電樞導體在沿磁中性軸方向上不會切割磁通所以不會產生電流。當電樞導體中沒有電流流過時，幾何中軸與磁中性軸重合。

發電機的電刷必須設置在中性面上，即必須接觸到與沒有感應電動勢的電樞線圈相連的換向器部分。如果電刷與位於中性面之外的換向器部分接觸，就會導致通電線圈短路，從而產生電弧並造成功率損失。

如果沒有電樞反應，磁中性軸將與幾何中軸重合。電樞反應會導致中性面向旋轉方向移動，如果電刷在空載時（即無電樞電流流過時）位於中性面上，那麼當電樞電流流過時，電刷將不在中性面上。因此，最好在設計發電機時加入一個校正系統。

克服電樞反應影響的方法主要有兩種。一種方法是移動電刷的位置使其在發電機產生正常負載電流時處於中性面以抵消電樞反應的影響。另一種方法是在發電機中安裝特殊的磁場極（稱為中間極）以抵消電樞反應的影響。

電刷設置法適用於在穩定負載下運行的發電機裝置。如果負載變化很大，中性面會相對移動，電刷將無法始終處於正確位置。在小型發電機（功率約為1kW或更小）中，電刷設置法是校正電樞反應的最常用方法。較大型的發電機則需要使用互感器。

繞組電路

繞組的線圈分布在電機轉子或定子氣隙的整個表面上。在搭接繞組中電刷（或線路）連接之間的電流路徑與磁場繞組中的磁極數量相同。而在波形繞組中只有兩條電流路徑，串聯線圈的數量是極數的一半。因此，對於給定額定功率的電機，波形繞組更適用於大電流和低電壓場景。

繞組固定在被定子磁鐵覆蓋的轉子或電樞的槽中，其分布和磁場每極槽數的選擇對電機的設計和性能有很大影響，例如會影響到直流電機的換向或交流電機的波形。

帶換向器的直流電機繞組示意圖，圖示為波形繞組

卷繞材料

電樞繞線由銅或鋁製成。銅電樞繞線具有較強的導電性，可提高電氣效率。鋁電樞繞線比銅線更輕、更便宜。

外部連結

• Example Diagram of an Armature Coil and data used to specify armature coil parameters
• How to Check a Motor Armature for Damaged Windings （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）