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1、直流电机的维护 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望DC DC 电机的运行原理电机的运行原理运行要素:-电枢电流-励磁磁场1 电机结构 1 电机结构DC DC 电机的计算工式电机的计算工式n:Revolutions per minuteV:Armature voltageRi:Armature internal resistanceI:Armature currentK:Constant value:Field fluxM:TorqueP:Power 1
2、 电机结构DC DC 电机的磁场电机的磁场 1 电机结构DC DC 电机的磁场电机的磁场 电枢磁场使主磁场一电枢磁场使主磁场一半削弱半削弱,另另一半加强一半加强,并使并使电枢表面磁密等于零处离电枢表面磁密等于零处离开几何中心线开几何中心线.电枢反应的作用使电电枢反应的作用使电机内气隙磁场发生畸变机内气隙磁场发生畸变,而而且呈去磁作用且呈去磁作用.1 电机结构DC DC 电机的磁场电机的磁场 电枢反应的作用使换电枢反应的作用使换相不利相不利,设置换相极和补偿设置换相极和补偿极都是为了改善换相过程极都是为了改善换相过程,换相极的作用是抵消碳刷换相极的作用是抵消碳刷下元件中的感应电流下元件中的感应电
3、流.补偿补偿极的作用是抵消气隙磁场极的作用是抵消气隙磁场的畸变的畸变 2 电机的维护检查 2-1 运行中的维护和检查 直流电机维护的要点是换相问题.随时观察刷火状态和特征,分析刷火的起因.通常刷火有舌状、粒状、火球状以及环火状.火花等级要求在1级以下,只有在正反转瞬间才允许出现2级.正常时换相器表面呈古铜色的氧化膜、光亮、色泽均匀、无划痕和凸凹不平的缺陷.序号故障征状原因排除方法1电刷、刷握及换相器过热(1)电机过载(1)限制过载(2)电刷在刷握中幌动(2)调整电刷在刷握中配合间隙(3)电刷有卡住现象(3)调整电刷在刷握中配合间隙(4)电刷压力不合适(4)调整压力或换弹簧(5)电刷接触面积小(
4、5)研磨电刷接触面(6)刷握离换相器表面高(6)调整刷握,使距离合适(7)转子绕组匝间短路(7)消除匝间短路故障2片间短路(1)换相器3面密封不好,有导电粉尘进入(1)清理3面内粉尘,重做3面密封.(2)运行时有锡块进入3面缝隙内(2)3面内清除干净后密封好.(3)片间云母槽内有炭粉和污粉(3)云母槽下刻,并吹风清理干净(4)片间云母损坏(4)进行局部清理(5)铜片内部槽有赃物(5)清理短路点和赃物 2 电机的维护检查序号故障征状原因排除方法3接地故障(1)V形环击穿(1)更换V形环或局部修补(2)换相器受潮(2)烘干处理(3)3面有导电粉尘引起对地击穿(3)3面内清除干净后密封好.4换相器表
5、面有条纹(1)换相器偏心(1)加工换相器外圆度(2)电刷在刷握内随动性差(2)调整电刷在刷握中配合间隙(3)电刷压力不合适(3)调整压力或换弹簧(4)电刷接触面积小(4)研磨电刷接触面(5)刷握离换相器表面高(5)调整刷握,使距离合适(6)换相器表面有油污(6)清理换相器表面油污(7)空气灰尘大(7)过滤空气(8)电刷材质不合适(8)更换电刷(9)换相器表面有油雾覆盖(9)防止油雾进入,清擦换相器表面5环火(1)电机过载(1)限制过载(2)片间电压过高(2)限制电压,刷架装隔弧板(3)换相云母片突出(3)下刻云母片(4)换相片凸出或凹下(4)加工换相器外圆度,加工前紧固换相器(5)转子绕组开焊
6、(5)补焊(6)短路或重载冲击(6)防止过载,消除短路(7)转速过高(7)检查转速过高的原因并消除 2 电机的维护检查序号故障征状原因排除方法6电刷表面镀铜(1)换向极磁场太强(1)加大气隙或换向极绕组分流(2)换向极磁场太弱(2)减少气隙或增加刷宽(3)换向极气隙太大或太小(3)减少或增加气隙(4)换向极气隙不均(4)调整各极气隙使均匀(5)电机过载(5)限制过载(6)云母片突出或换相器偏心(6)下刻云母片或加工换相器外圆度(7)电刷刷距不均或压力太小(7)调整刷距或增大刷压7换相器表面对称烧伤(1)换向极磁场太强(1)加大气隙或换向极绕组分流(2)换向极磁场太弱(2)减少气隙或增加刷宽(3
7、)换向极气隙太大或太小(3)减少或增加气隙(4)换向极气隙不均(4)调整各极气隙使均匀(5)电机过载(5)限制过载(6)刷握离换相器表面近(6)调整刷握,使距离合适(7)转子绕组焊接不良或开焊(7)补焊(8)换向极、补偿绕组接反或短路(8)改变接法或消除短路点8换相器表面不对称烧伤(1)换相云母片突出(1)下刻云母片(2)换相片凸出或凹下(2)加工换相器外圆度,加工前紧固换相器(3)电刷压力太小(3)增大刷压(4)刷握离换相器表面高(4)调整刷握,使距离合适(5)转子绕组匝间短路(5)消除匝间短路故障 2 电机的维护检查序号故障征状原因排除方法9滑入端有刷火(1)换向极磁场太强或气隙太小(1)
8、加大气隙或换向极绕组分流(2)换向极气隙不均(2)调整各极气隙使均匀(3)电刷与刷握配合间隙过大(3)调整间隙使之合适(4)电刷在刷握内随动性差(4)调整电刷在刷握中配合间隙(5)电刷接触面积小(5)研磨电刷接触面(6)刷握离换相器表面近(6)调整刷握,使距离合适(7)转子绕组焊接不良、开焊或匝间短路(7)补焊或消除短路点(8)电机振动(8)消除振动10滑出端有刷火(1)换向极磁场太弱或气隙太大(1)减小气隙或增大刷宽(2)电机过载(2)限制过载(3)换相云母片突出(3)下刻云母片(4)换相片凸出或凹下(4)加工换相器外圆度,加工前紧固换相器(5)电刷在刷握内晃动或随动性差(5)调整电刷在刷握
9、中配合间隙(6)电刷接触面积小(6)研磨电刷接触面(7)刷握离换相器表面高(6)调整刷握,使距离合适(8)转子绕组焊接不良、开焊或匝间短路(8)补焊或消除短路点(9)定子极距不等(9)调整定子极距 2 电机的维护检查 换相器常出现下列缺陷 1 换相器表面出现条痕或锯齿状的条纹:由于电刷内含有杂质刮伤换相器表面.2 隔片烧痕:一般是隔一片或数片,很有规律,由于升高片有开焊或者刷粉将换相器铜片局部短路.3 相隔一个极距烧伤:由于并头套开焊或换相器云母片凸出,使电刷与换相器表面接触不良,电刷电流密度分布不均.4 局部区域烧痕:换相器表面不圆或偏心,使电刷在此区域内跳换相器表面产生弧光.另外,电刷压力
10、不均匀也会引起区域烧痕或不均匀烧伤.5 电刷磨损不正常:(1)电刷牌号不对;(2)材质不好;(3)环境湿度不合适;(4)空气中灰尘多(5)电流密度低(轻载运行);(6)刷压不正确;(7)换相器云母片有凸出.6 拖铜:电刷离开换相片的边缘时,有拖出的小铜片,叫做拖铜现象.单向旋转的电机常见 用干净的压缩空气吹扫换相器表面,然后用干净布蘸酒精擦拭换相器表面及云母沟中的刷粉.常检查电刷在刷握内间隙是否正常,刷压是否正常.同时要检查电刷运行的响声和电刷在刷握内跳动情况.电刷跳动的原因是轴承振动、换相器不圆、氧化膜未建立好、云母片凸出、刷压不正常等.常检查轴承温升,当环境温度为35以下时,滚动轴承允许温
11、升为60,滑动轴承允许温升为45.2 电机的维护检查 2-2 停机后的维护和检查 直流电机停机后,要进行清扫,测试绝缘电阻,清除电机内部的灰尘和油污,尤其是线圈绝缘表面必须清扫干净.另外,要清理刷架、出线盒、母线等工作.换相器表面经清扫后,要仔细检查云母沟内是否有炭粉,升高片是否开裂.换相器云母片下刻深度换相器外圆允许不圆度换相器直径(mm)云母下刻深度(mm)换相器线速度(m/s)冷态偏摆(mm)热态偏摆(mm)50以下0.5400.030.0550-1500.815-400.040.06151-3001.23001.5 测试主极、换向极、补偿绕组和转子绕组的直流电阻,每个极线圈的直流电阻差
12、应不大于平均值的5%.转子绕组在换相片上测出的各换相片间电阻值差应不大于2%.同时要测试相片间电阻值,各片间电阻最大值不应超过最小值的5%-10%.检查转子绕组绑带的坚固性以及引线绝缘绑扎的完整性.3 直流电动机的常见故障及修理 3-1 绝缘电阻低处理方法 直流电机最常见的故障是绝缘电阻低.其原因大都是绝缘表面沉落上刷粉、灰尘和油污,使表面绝缘电阻下降;另外是电机长期停用受潮所致.真正由于绝缘老化而造成绝缘电阻低的较少.直流电机转子绕组绝缘电阻低的机会比定子磁极绕组要多.这是因为电刷粉尘容易侵入换相器升高片根部和靠近换相器端的转子绕组绝缘缝隙内.当测出电机绝缘电阻偏低时,应对电机进行清理绕组绝
13、缘表面污垢,使其绝缘电阻上升.对于线圈间的间隙和换相器升高片之间的间隙以及所有间隙较小的缝隙,都要用毛刷和白布带进行清理.可用沾酒精的白布擦拭换相器表面,用沾汽油的白布擦拭刷杆和汇流环表面绝缘.在擦拭时,要特别注意刷杆上的粉尘和升高片根部缝隙内的粉尘.如果绝缘电阻仍上不去,就要对电机进行烘干处理.3-2 换相器常见故障及修理 换相器常见故障有:(1)换相器表面故障;(2)换相片间短路;(3)换相器升高片断路;(4)换相器或换相片松动;(5)换相器V形绝缘环锥面(30锥面和3锥面)进入粉尘等.3-2-1换相器表面故障修理 换相器表面常见故障 (1)换相器表面产生条纹和凸凹不平.其原因是电刷材质不
14、合适、周围环境存在有害气体、有油雾等.另外,电流密度过低也是引起条纹的因素.(2)换相器表面氧化膜颜色不正常.其原因是电刷型号不对,换相器温度过高,周围环境存在有害气体和油雾,对建立氧化膜危害较大.(3)换相器表面磨损严重、有烧痕.其原因是电刷型号不对,换相性能差,换相器变形 3 直流电动机的常见故障及修理有凸片.电刷不在中性线上,极距、刷距不等分.绕组有局部开焊处,电刷内含有碳化硅和金刚砂,空气中含有耐磨性粉尘、湿度过低.以上故障均会以刷火形式表现出来.常见的刷火有点状和粒状,点状刷火是在电刷下边出现间断的微小火花.声音很小,亮度也很小;而粒状刷火比点状刷火稍大,亮度也大些,但在电刷下边出现
15、时也是间断的,并且均匀分布在电刷下边.这两种刷火均属于1级以下的刷火.对换相器表面不会产生有害影响.这些刷火的颜色一般呈现兰色、淡黄色和白色.如果刷火呈现舌状,刷火有短的火苗,火花较长,呈现红色,长期下去会对换相器有所损伤,是有害的刷火.当换相器有严重和明显故障时,电刷发生的刷火较大,形状有火球、较大的火舌、飞溅线状的火花以及爆鸣状火花等.其火球颜色一般较粒状火花大,呈白色明亮球状;飞溅线状的火花,有火星在电刷下边飞出,严重时会连到相邻的异极性电刷上,是环火的前期征兆.这些火花的颜色大部分是红色或橙色,并带绿色.红色表明碳刷微粒被燃烧,而绿色是铜离子燃烧的征状,这些说明换相器表面已被损坏.换相
16、器表面磨削:(磨削后,换相器要建立氧化膜)1)磨削前,换相器表面要干燥,并擦拭干净.2)电机以正常转速转动.电机尽可能多卸一些电刷,目的是降低电压.3)施工时,操做人员要带好手套、防尘眼镜、防尘面罩和口罩.周围要有吸尘设备,脚下垫上绝缘垫.3-2-2 电刷引线松脱的修理 电刷引线松脱会造成电刷冒火.尤其经过修理的电刷引线,由于固定不牢会经常出现这方面的问题.严重时会导致绕组烧断,造成大量刷火和烧毁换相器.用导电胶粘接电刷引线:导电胶的配制-铜粉和环氧树脂混合,共占10%左右,固化剂占1%-1.2%,抗氧化固化剂占1.2%.使用前用少量丙酮溶解,配成膏状胶.3 直流电动机的常见故障及修理将被粘结
17、的电刷部分清理干净,必要时可先钻孔,在再孔的周围和被粘表面涂上调和好的导电胶;然后将电刷引线的插入电刷部分涂上导电胶,并插入孔内,经压紧后在室温下固化24小时.如果加热温度为80固化时间为3小时.如果加热温度为100固化时间为2小时.3-2-3 电刷与刷握的间隙 一般电机:宽度间隙 0.15-0.45mm 厚度间隙 0.05-0.3mm 可逆电机:宽度间隙 0.10-0.40mm 厚度间隙 0.05-0.2mm 若过大,电刷接触不稳,有肯边现象.3-2-4 刷握离换相器表面的间隙 一般要求:2.5mm0.5mm3-2-5 刷握弹簧的压力 一般要求:160g/cm-240g/cm 对于小尺寸电机
18、,可提高到 210g/cm-490g/cm 整个压力差 3/4 4 直流电动机的检修项目4-1 小修项目(1)清除电机内部灰尘和绕组表面上的油污;(2)处理换相器的局部缺陷,如清理云母沟内赃物和碳粉,检查和处理升高片的松动和断裂现象,以及各部分的绑扎情况等;(3)清理刷架和集电环上的刷粉,更换和检查电刷和弹簧,调整刷压,清理出线盒;(4)轴承清洗和加油;(5)检查和处理绕组表面的缺陷,如过热痕迹,损伤等;(6)紧固所有固定螺栓;(7)4-2 中修项目(1)包含小修全部项目;(2)清扫和清洗线圈,并进行干燥和喷漆处理;(3)更换和修补局部线圈绝缘;(4)加固和改进各绑扎线;(5)解体电机,处理松
19、动的线圈,槽楔和绝缘垫片等;(6)清洗、换油和更换滚动轴承,刮研滑动轴承的新瓦面;(7)更换全部电刷和刷架;(8)换相器局部修理,如车削、打磨和抛光等;(9)更换有缺陷的机械零部件;(10)(10)做检查试验;4 直流电动机的检修项目4-3 大修项目(1)包含中修全部项目;(2)电机解体、清扫、清洗,并进行干燥处理;(3)更换全部线圈,并浸漆、干燥和安装好;(4)车削换相器或将换相器放在机身上进行刷镀处理;(5)更换全部电刷,改进和调整电刷装置;(6)重新铸瓦、刮瓦面,然后安装和调整好;(7)转子找动平衡;(8)查找电机故障并及时处理:如补焊断裂的转子支架;补偿绕组的槽绝缘、槽楔或导条串出,需要重新打入,并用绝缘片塞紧,最后用环氧树脂胶密封;处理升高片断裂和开焊故障;处理换相器片间松动故障;处理刷架和整个支架的松动位移;处理瓦座移动;(9)修理或制造换相器备件,并安装和调整好;(10)处理换相器表面烧伤故障和测试工作:测电刷中性线;测片间电阻;测刷距、研磨电刷、调整刷座;测试换向极、主极与转子间的气隙;测试各种绕组的绝缘电阻;清理换相器表面,下刻云母片;做1.3Un的超压试验.