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直流电机的维护保养和常见故障处理添加时间：2014-01-28
直流电动机的构造复杂,维护保养要求严格,特别是换向器和电刷的维护和保养尤其重要。换向器运行及良好整流的标准、电刷的使用和维护、换向器和电刷常见故障及处理方法。
直流电动机有着三相异步电动机所无法比拟的良好的启动性能和调整性能,因此,在电力拖动系统和自动控制系统中,直流电动机仍居于相当重要的地位。然而直流电机制造工艺复杂,造价较高,因而其运行维修难度比交流电动机要大的多也复杂的多。而直流电动机构成部件中,以换向器和电刷的结构最为复杂,因此,我们应把直流电机的换向器和电刷的维护保养作为重点。
一、换向器的运行及维护保养
1、换向器的运行及良好整流标准在实际使用中,对直流电动机的运行监护,应重点放在对换向器及其整流情况的观察上。每次实验都察看一次换向器,发现问题及时处理。a、运行良好的换向器表面应非常光滑,呈深红色或深褐色。b、电机运行时,应尽量避免产生过大的火花,否则可能破坏换向器表面,使其粗糙或产生凹坑,从而产生更大火花,电机不能正常工作。火花分为五级,而1、114、112三个等级的火花，对换向器的连续工作并无损害。也可以说,在以上三个火花等级上工作的换向器的整流状况是良好的。
2、换向器的保养
换向器表面的灰尘应定期清理,可用酒精和白棉布擦洗,以便清除沾附其表面的油污和碳粒,但切忌损伤换向器表面的氧化膜。同时换向片之间沟槽内的积尘也应定期剔除,剔除灰时应用薄竹片进行,切不可用锯条等金属物,以免刮伤换向器。若换向器与电刷间缺乏润滑,电刷会在空载情况下发生跳动,并发出异常声音,遇到这种情况,可用白绵布沾少量石蜡或工业凡士林均匀地涂到换向器表面,声响可以立即消除。但注意应尽量减少应用的次数和润滑剂的分量。
3、换向器的维护
直流电机长时间运行后,换向器表面可能会有轻微的火花灼痕,可用0#砂布在旋转着的换向器上细细的研磨。若换向器表面出现严重的灼痕或粗糙不平、表面不圆或在局部凸凹现象,则应拆下换向器的重车。重车后的换向器表面必须进行造膜处理,即人为地使换向器的表面生成一层坚硬耐磨的深褐色或深红色的氧化膜。该氧化膜可增加换向器的耐磨性,改善整流状况。造膜方法:把电刷装进刷握里,压下弹簧,使每个电刷承受大约0115—0125kg/cm2压力。
直流发电机可直接启动其原动机;直流电动机,则用一台交流电动机拖动在额定或低于额定转速下进行,使直流电动机的换向器在旋转状态下和电刷摩擦,促使换向器表面生成氧化膜。正常情况下,用以上方法研磨24小时后,氧化膜即可生成。注意,新的直流电机在投入运行前,也须进行造膜处理。
二、电刷的使用和维护直流电机换向器整流性能的好坏,除了与换向器有关以外,还与电刷的因素密不可分。
1、电刷在换向器表面的分布电刷的换向器表面分布是否得当对于直流电机的运行有很大影响。由于负极性电刷的换向片磨损率高,因此为了使换向片能均匀地磨损,电刷在换向器表面的分布应力求均匀,并且同极性的电刷要错开位置排列,若发现换向器表面的换向片有磨损不均匀的现象,则必须调整刷握、刷架的位置,即可以在刷架的固定点上加垫胶木板等绝缘片,来改变绝缘片的厚度。
2、电刷的更换与研磨。电刷磨损或碎裂时,必须用相同规格的电刷代替。新的电刷在刷握内应能自由活动,否则需稍加修磨,但电刷在刷握内的活动间隙也不能太大。更换后的电刷,应细心地进行研磨,使其与换向器的接触面非常光滑,并和换向器表面尽量吻合。研磨电刷的接触面,可用0#砂布,砂布的宽度等于换向器的长度。研磨时,砂布的砂面向上,光面紧贴换向器表面,然后用手拉紧砂布,并把电刷放入刷握,压下弹簧,另外一个人可以来回转动电枢,这样靠刷握推弹簧的压力,很快会磨出电刷的弧形面。在全部电刷都研磨好后,应除去换向器表面的碳粒等灰尘,并使电机空转几小时。研磨好的电刷与换向器的接触面应十分光亮。当电刷与换向器接触面积达到应接触面的三分之二时,电机即可负载运行了。
三、换向器和电刷的故障及处理方法
1、电刷振动。换向器最易发生的故障是电刷振动。电刷振动的主要原因是换向片突出、凹进、云母突出、换向器表面不光滑等,另外电刷与刷握的间隙过大也能引起振动。当然机械原因如传动机构的连轴节的问题也是导致电刷振动的一个因素。不论是什么原因引起的电刷振动都会使换向器整流性能恶化,产生火花,振动严重时可使火花超标,因此应经常检查电机,发现问题及时采取相应的措施解决。
2、刷压不当。电刷的压力调好以后维修人员不可再经常调整,使刷压保持相对稳定。但由于种种原因会引起电刷电流分配不均,电流过大的刷握弹簧会发热退火失去弹性,使电刷刷压降低,在电机运行中产生火花。遇到这样的问题时,维修人员应及时检修,更换压紧弹簧。
3、换向片焊接不良或开焊。换向片焊接不良或开焊,会造成换向片不均匀地烧坏,发现这种现象应及时停机。首先用万用表逐片测量片间电阻,而相邻换向片的电阻比较大的即是开焊片,及时用电焊机进行焊接,排除故障。
4、换向片表面出现条纹。如果换向器的磨损率不一样,其表面上会出现道道条纹。条纹出现的主要原因是电刷材料不对。纯石磨电刷的打磨作用最大,最易产生条纹。产生条纹的原因还有:整流状况不好,电刷载流量不符合要求,刷压不准,换向器表面有砂粒和油污,此外电机旋转时产生的振动使较硬的污物落于换向器表面也是产生条纹的原因之一。换向器条纹生成以后,应注意观察,只要条纹不继续加深,换向器整流火花在允许的范围内,应没有必要马上进行重车,可继续运行直到整流恶化、条纹加深时再进行车光。
5、电刷分布不均匀。电刷分布不均匀将会产生环流,使电刷发生刷火,被同极性各电刷所短接的线圈不在磁场的相应位置上。这种故障大多发生在电机检修以后。因为在检修过程中,拆装刷握、刷架部分时引起已老化的绝缘物脱落,使电刷位置偏移。检查时可转动电枢,把一个换向片的边沿对准同一组电刷的后脚,如果电刷没全部对准,由应及时校正。众所周知,与交流电机相比,直流电机结构复杂、成本高、运行维护较困难。但直流电机具有良好的调速性能、较大的起动转矩和过载能力等很多优点,在启动和调速要求较高的生产机械中,如龙门刨床、轧钢机、电力机车、起重机、造纸及纺织行业等机械中,得到广泛的应用。只要我们加强对直流电机的维护保养,并把换向器和电刷作为维护重点,依然能够保证这些直流拖动系统的高效安全运行。
直流电动机有着三相异步电动机所无法比拟的良好的启动性能和调整性能,因此,在电力拖动系统和自动控制系统中,直流电动机仍居于相当重要的地位。然而直流电机制造工艺复杂,造价较高,因而其运行维修难度比交流电动机要大的多也复杂的多。而直流电动机构成部件中,以换向器和电刷的结构最为复杂,因此,我们应把直流电机的换向器和电刷的维护保养作为重点。
一、换向器的运行及维护保养
1、换向器的运行及良好整流标准在实际使用中,对直流电动机的运行监护,应重点放在对换向器及其整流情况的观察上。每次实验都察看一次换向器,发现问题及时处理。a、运行良好的换向器表面应非常光滑,呈深红色或深褐色。b、电机运行时,应尽量避免产生过大的火花,否则可能破坏换向器表面,使其粗糙或产生凹坑,从而产生更大火花,电机不能正常工作。火花分为五级,而1、114、112三个等级的火花，对换向器的连续工作并无损害。也可以说,在以上三个火花等级上工作的换向器的整流状况是良好的。
2、换向器的保养
换向器表面的灰尘应定期清理,可用酒精和白棉布擦洗,以便清除沾附其表面的油污和碳粒,但切忌损伤换向器表面的氧化膜。同时换向片之间沟槽内的积尘也应定期剔除,剔除灰时应用薄竹片进行,切不可用锯条等金属物,以免刮伤换向器。若换向器与电刷间缺乏润滑,电刷会在空载情况下发生跳动,并发出异常声音,遇到这种情况,可用白绵布沾少量石蜡或工业凡士林均匀地涂到换向器表面,声响可以立即消除。但注意应尽量减少应用的次数和润滑剂的分量。
3、换向器的维护
直流电机长时间运行后,换向器表面可能会有轻微的火花灼痕,可用0#砂布在旋转着的换向器上细细的研磨。若换向器表面出现严重的灼痕或粗糙不平、表面不圆或在局部凸凹现象,则应拆下换向器的重车。重车后的换向器表面必须进行造膜处理,即人为地使换向器的表面生成一层坚硬耐磨的深褐色或深红色的氧化膜。该氧化膜可增加换向器的耐磨性,改善整流状况。造膜方法:把电刷装进刷握里,压下弹簧,使每个电刷承受大约0115—0125kg/cm2压力。
直流发电机可直接启动其原动机;直流电动机,则用一台交流电动机拖动在额定或低于额定转速下进行,使直流电动机的换向器在旋转状态下和电刷摩擦,促使换向器表面生成氧化膜。正常情况下,用以上方法研磨24小时后,氧化膜即可生成。注意,新的直流电机在投入运行前,也须进行造膜处理。
二、电刷的使用和维护直流电机换向器整流性能的好坏,除了与换向器有关以外,还与电刷的因素密不可分。
1、电刷在换向器表面的分布电刷的换向器表面分布是否得当对于直流电机的运行有很大影响。由于负极性电刷的换向片磨损率高,因此为了使换向片能均匀地磨损,电刷在换向器表面的分布应力求均匀,并且同极性的电刷要错开位置排列,若发现换向器表面的换向片有磨损不均匀的现象,则必须调整刷握、刷架的位置,即可以在刷架的固定点上加垫胶木板等绝缘片,来改变绝缘片的厚度。
2、电刷的更换与研磨。电刷磨损或碎裂时,必须用相同规格的电刷代替。新的电刷在刷握内应能自由活动,否则需稍加修磨,但电刷在刷握内的活动间隙也不能太大。更换后的电刷,应细心地进行研磨,使其与换向器的接触面非常光滑,并和换向器表面尽量吻合。研磨电刷的接触面,可用0#砂布,砂布的宽度等于换向器的长度。研磨时,砂布的砂面向上,光面紧贴换向器表面,然后用手拉紧砂布,并把电刷放入刷握,压下弹簧,另外一个人可以来回转动电枢,这样靠刷握推弹簧的压力,很快会磨出电刷的弧形面。在全部电刷都研磨好后,应除去换向器表面的碳粒等灰尘,并使电机空转几小时。研磨好的电刷与换向器的接触面应十分光亮。当电刷与换向器接触面积达到应接触面的三分之二时,电机即可负载运行了。
三、换向器和电刷的故障及处理方法
1、电刷振动。换向器最易发生的故障是电刷振动。电刷振动的主要原因是换向片突出、凹进、云母突出、换向器表面不光滑等,另外电刷与刷握的间隙过大也能引起振动。当然机械原因如传动机构的连轴节的问题也是导致电刷振动的一个因素。不论是什么原因引起的电刷振动都会使换向器整流性能恶化,产生火花,振动严重时可使火花超标,因此应经常检查电机,发现问题及时采取相应的措施解决。
2、刷压不当。电刷的压力调好以后维修人员不可再经常调整,使刷压保持相对稳定。但由于种种原因会引起电刷电流分配不均,电流过大的刷握弹簧会发热退火失去弹性,使电刷刷压降低,在电机运行中产生火花。遇到这样的问题时,维修人员应及时检修,更换压紧弹簧。
3、换向片焊接不良或开焊。换向片焊接不良或开焊,会造成换向片不均匀地烧坏,发现这种现象应及时停机。首先用万用表逐片测量片间电阻,而相邻换向片的电阻比较大的即是开焊片,及时用电焊机进行焊接,排除故障。
4、换向片表面出现条纹。如果换向器的磨损率不一样,其表面上会出现道道条纹。条纹出现的主要原因是电刷材料不对。纯石磨电刷的打磨作用最大,最易产生条纹。产生条纹的原因还有:整流状况不好,电刷载流量不符合要求,刷压不准,换向器表面有砂粒和油污,此外电机旋转时产生的振动使较硬的污物落于换向器表面也是产生条纹的原因之一。换向器条纹生成以后,应注意观察,只要条纹不继续加深,换向器整流火花在允许的范围内,应没有必要马上进行重车,可继续运行直到整流恶化、条纹加深时再进行车光。
5、电刷分布不均匀。电刷分布不均匀将会产生环流,使电刷发生刷火,被同极性各电刷所短接的线圈不在磁场的相应位置上。这种故障大多发生在电机检修以后。因为在检修过程中,拆装刷握、刷架部分时引起已老化的绝缘物脱落,使电刷位置偏移。检查时可转动电枢,把一个换向片的边沿对准同一组电刷的后脚,如果电刷没全部对准,由应及时校正。众所周知,与交流电机相比,直流电机结构复杂、成本高、运行维护较困难。但直流电机具有良好的调速性能、较大的起动转矩和过载能力等很多优点,在启动和调速要求较高的生产机械中,如龙门刨床、轧钢机、电力机车、起重机、造纸及纺织行业等机械中,得到广泛的应用。只要我们加强对直流电机的维护保养,并把换向器和电刷作为维护重点,依然能够保证这些直流拖动系统的高效安全运行。
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