换向器，也称为整流子，是直流电机和交流换向电动机中一个非常重要的部件。它的主要作用是在电机运行过程中，确保电流的方向能够适时地改变，从而保证电机的正常运转。

一、基本原理

在直流电机中，当电枢绕组旋转时，如果电流方向不改变，那么产生的电磁力将始终作用于同一方向，导致电机只能在一个方向上转动，无法实现往复运动或持续旋转。而换向器通过周期性地改变电枢绕组中的电流方向，使得电磁力的方向也随之改变，从而使电机能够持续旋转。这个过程是通过安装在电机转轴上的换向器片和固定在电机壳体上的电刷来完成的。

二、具体功能

1. 改变电流方向：这是换向器最基本也是最重要的功能。它能够根据电机的旋转状态，自动切换电枢绕组中的电流方向，使电机能够在单一电源供电的情况下实现连续旋转。

2. 改善电机性能：除了改变电流方向外，良好的换向还可以减少电刷与换向器之间的火花，提高电机效率，延长电机使用寿命。这是因为火花不仅会消耗能量，还会对电刷和换向器造成磨损。

3. 适应不同负载条件：换向器的设计还需要考虑电机在不同负载下的工作情况，确保电机能在各种条件下稳定运行。例如，在轻载或空载情况下，电机应能平稳启动并达到额定速度；而在重载情况下，则需要保持足够的扭矩输出。

三、应用领域

换向器广泛应用于各种直流电机中，包括但不限于家用电器（如吸尘器）、工业设备（如起重机）、交通工具（如电动汽车）等。随着技术的进步，换向器的设计也在不断优化，以满足更高效、更耐用的应用需求。

总之，换向器作为直流电机的核心组件之一，其作用不可小觑。它不仅确保了电机的正常运转，还对提升电机性能、延长使用寿命等方面发挥着关键作用。