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直流电机电刷故障
沧州派源机电有限公司    2016-10-04 16:10:44    文字:【】【】【
摘要:直流电机整流子上的电刷要至少短接2片以上换向片,使与这几片换向片相连的电枢绕组短路。从直流电机的原理上可以知道,如果电刷在磁极的中性位置,不会感应出电动势,这个时候被短路的绕组就不会有电流,也就没有火花产生。如果偏离了磁极中性线,转子磁场不在与磁极产生的磁场垂直,而是偏移了一个角度(锐角或钝角),合成磁场也就发生偏移,被短接的绕组就要切割磁力线,感应出电动势,形成短路电流,就会在电刷下产生火花。
电刷中性线位置的确定及电刷的研磨
 确定电刷中性线的位置


    直流电机整流子上的电刷要至少短接2片以上换向片,使与这几片换向片相连的电枢绕组短路。从直流电机的原理上可以知道,如果电刷在磁极的中性位置,不会感应出电动势,这个时候被短路的绕组就不会有电流,也就没有火花产生。如果偏离了磁极中性线,转子磁场不在与磁极产生的磁场垂直,而是偏移了一个角度(锐角或钝角),合成磁场也就发生偏移,被短接的绕组就要切割磁力线,感应出电动势,形成短路电流,就会在电刷下产生火花。所以在电刷的位置要调整到磁极中性位置。一般调整电刷到中性位置的方法有以下几种:

  1)电动机正反转法。就是在直流电动机在空载情况下,让它正转和反转,保持正转、反转时电枢电压和励磁电压不变,分别测量正反转的转速,如果在相同条件下转速相同,说明电刷是在中性线上,如果转速不相同,这是就要稍向逆时针或顺时针方向移动电刷位置,再次试转,直到正反转的转速相同,才算调整好。

  2)发电机最大电压法。让直流电机在发电状态下运行,保持原动机的转速和直流电机励磁电流不变,测量电刷的输出电压,这时稍稍顺、逆调整电刷的位置,当电枢电压显示做大时,此时电刷就是位于中性线。 

 3)感应法。直流电机不需要通电运转,在正负极刷架上接好直流毫伏表(最好是零点指在中间的),在励磁绕组上供给一个低压的直流电源或干电池,用开关控制或手持导线;瞬时闭合励磁绕组上的直流电源,同时观察直流毫伏表指针的摆动,如果摆动很大,说明电刷的位置没有在中性位置,这时顺、逆调整电刷的位置,重复刚才闭合直流电源的动作,还是观察直流豪伏表的摆动,如果摆动很小或就在0位置不动,说明是在中性线上了。 直流电机中性位置的调整一般为以上三种,可以根据条件选择测试方法。在这里还要明确一点,在直流电机中性位置上有几何中性线和物理中性线之分,几何中性线是理想状态下的中性位置,但在电机带负载后,由于电枢电流的影响,会造成合成磁场发生偏移,也就说几何中性线和实际的中性位置(物理中性线)要偏离一个角度,真正需要的中性位置是物理中性线.  常用的是感应法,如图所示,励磁绕组通过开关接到l.5~3V的直流电源上,毫伏表连接到相邻两组电刷上(电刷与换向器的接触一定要良好)。当断开或闭合开关时(即交替接通和断开励磁绕组的电流),毫伏表的指针会左右摆动,这时将电刷架顺电动机转向或逆电动机转向缓慢移动,直到毫伏表指针几乎不动为止,此时刷架的位置就是中性线所在的位置。

电刷的研磨

电刷与换向器表面接触面积的大小将直接影响到电刷下火花的等级,对新更换的电刷必须进行研磨,以保证其接触面积在80%以上。研磨电刷的接触面时,—般采用0号砂布,砂布的宽度等于换向器的长度,砂布应能将整个换向器表面包住,再用橡皮胶布或胶带将砂布固定在换向器上,如图所示,将待研磨的电刷放入刷握内,然后按电动机旋转的方向转


动电枢,即可进行研磨。

直流电机冒火现象及处理方法


冒火的原因: 

    1.电磁原因---换向元件内的电抗电势和换向电势的合成不等于零,使元件内的电磁能以火花 的形式释放

2.机械原因---换向器工作面的状态不良,主要表现为:换向器凸片和变形、电枢平衡不好、运行时振动、片间云母凸出、电刷材质压力不合适、电刷刷握间隙不合适、电刷刷握工作不良等 

 3.电机负载和周围环境---电机过载、冲击性负载、电流变化率过高、湿度太低、有害气体、含尘量过高将造成氧化膜平衡破坏,无法保持正常的滑动接触而产生火花。

  1、碳刷过短或者弹簧压力不够,酌情更换。

  2、碳刷与电机接触面不好,可以用砂纸重新研磨接触面,同时建议参考其他碳刷磨损情况研磨。

  3、电机中性面偏差,这种情况不常见,如果有这样的问题,可以重新矫正中性面。 
4、换碳刷的时候,先标记一下中性面 也就是固定碳刷架跟定子之间位置可以划一个线。另外新换的碳刷应该研磨一下保证与电机接触良好。

 5、负载过大,电源不稳定,可以根据实际情况进行调整。

 6、匝间短路,进行调整。

  7、也有可能是补偿绕组的不对称造成。

  1、电刷振动:发电机换向器最容易发生的故障是电刷振动,其主要原因是换向器突出、凹进、云母片突出、换向器表面条纹等。其次与电刷与刷握间隙过大有关。间隙大电机旋转时电刷发生跳动从而诱发电刷、刷握、、握架自然振动,会使换向器的换流状况恶化,产生火花,使火花超出允许范围。  

 2、刷压不当:电刷压力过小会因换向器的摩擦和电机的振动而跳动产生火花。一般电刷压力调好后不可再变更,使刷压保持相对稳定,但由于种种原因使电刷电流不稳定,弹簧由于电流过大的刷握而发热退火失去原有的弹力,使刷压降低。  

 3、有时因电刷与换向器之间缺少必要的润滑导致在空载情况下电刷跳动。可用白棉布沾少许石蜡或凡士林均匀擦在换向器表面,此法尽量少用。



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