直流電動機故障檢測研究

車壯

摘 要：直流電機由定子和轉子兩個基本部分組成，直流電動機的故障主要集中在電樞繞組、換向器、電刷等部分，因此，在分析直流電動機故障時應重點注意這幾部分，主要從繞組、換向器、電刷等幾個方面進行檢測。

關鍵詞：繞組；換向器；電刷

中圖分類號：TM33 文獻標識碼：A

一、電樞繞組故障檢測

1 繞組短路

繞組短路的原因往往是絕緣損壞，使同槽線圈匝間短路，或上下層線圈短路。電樞繞組由于短路故障而燒毀時，一般通過觀察即可找到故障點，也可用短路測試器檢查，也可用圖1所示的方法檢查。將6V～12V的直流電源接到換向器兩側，用直流毫伏表測量各相鄰的兩個換向片的電壓值，逐片檢查，毫伏表的讀數應是相同的，如果讀數很小或近似于零，則接在這兩個換向片上的線圈有短路障礙存在。

2 繞組斷路

繞組斷路的原因多數是由于換向片與導線接頭處焊接不良，或個別線圈內部斷線。繞組斷路的現象是在運行中電刷下發生不正常的火花，檢查方法見圖1所示。將6V～12V的直流電源接到換向器的兩側，用直流毫伏表測量各相鄰的兩個換向片間電壓值，逐片依次測量。有斷路的繞組所接換向片被毫伏表跨接時，有讀數指示，且指針會劇烈跳動（要防止損壞表頭），若毫伏表跨接在完整的繞組所接的換向片上時，將無讀數指示。

3 繞組通地

產生繞組通地的原因多數是由于槽絕緣及繞組絕緣損壞，一般是槽口或槽底對地的擊穿，電樞繞組與硅鋼片短接所致。通地故障的檢查可用圖2所示的兩種方法。

（1）校驗燈法

將電源線的一根線串聯一個燈泡接在換向片上，另一根線接在轉軸上，如圖2（a）所示，若燈泡發亮，則說明電樞線圈接地。注意：校驗燈法無法判別哪一槽的線圈通地。

（2）毫伏表法

要判別哪一槽的線圈通地，要用圖2（b）所示的方法。將低壓直流電源接到換向器的兩側，將毫伏表一端接轉軸，另一端與換向片依次接觸，若是完好的線圈，毫伏表上有讀數反映出來；當毫伏表與通地繞組元件所連接的換向片接觸時，毫伏表讀數明顯變小或沒有讀數：如果繞組和換向片未接地，則毫伏表讀數為零。注意：要判明是繞組元件通地還是換向片通地時，應將該繞組元件的接線頭從換向片上焊下來，用萬用表或校驗燈進一步測試便能確定。

二、換向器故障檢測

1 片間短路

如果按圖1所示的方法檢查，若毫伏表讀數為零，多為換向器片間短路。要判明是繞組元件短路還是換向片短路時，應將該繞組元件的接線頭從換向片上焊下來，分別測試便能確定。

2 換向器通地

通地故障經常發生在前部的云母環上，該環有一部分露在外面，由于灰塵、油污和其它碎屑堆積在上面，很容易造成通地故障。發生通地故障時，這部分的云母片大都已燒毀，尋找起來比較容易，也可用萬用表或校驗燈進行檢查。

3 云母片凸出

由于換向器的換向片磨損比云母快，往往出現云母凸出。云母片凸出，電機在運行時，電刷火花過大或產生異常噪聲。

三、電刷火花過大檢測

故障分析：

1 電刷不在中性線上

確定電刷架中性線位置。通常用圖3的感應法檢查：將勵磁繞組通過開關接到1.5V～3V的直流電源上，毫伏表接到相鄰兩組的電刷上（電刷與換向器的接觸一定要良好）。當打開或合上開關時，即交替接通和斷開勵磁繞組的電流，毫伏表的指針會左右擺動，這時將電刷架順電動機的旋轉方向或逆電動機的旋轉方向緩慢移動，直到毫伏表的指針幾乎不動時，刷架位置就是中性線的位置。

2 電刷與換向器接觸不良

電刷與換向器表面應有良好的接觸。正常的電刷壓力為（1.5～2.5）×104Pa，電刷的壓力可用彈簧秤測量。電刷與刷握框的配合不宜過緊，應有不大于0.15mm左右的間隙。

3 刷握松動或裝置不正。

4 電刷壓力不當或不勻。

5 電刷與刷握配合太緊、不圓、有污垢。

6 換向器片間云母片凸出。

7 電刷磨損過度或尺寸牌號不符。

8 過載。

9 電動機地腳松動，發生震動。

10 換向極繞組短路。

11 電樞繞組與換向器脫焊

用毫伏表檢查換向器片間的電壓是否平衡，檢查方法見圖1所示，如電壓特別大，說明該處有脫焊現象，應進行重焊。

12 換向極繞組接反

通以12V直流電，用指南針判別并糾正換向極與主磁極極性關系，磁極順序應為N-S-S-N。

13 刷架位置不均衡

引起電刷間電流分布不均勻。

四、不能起動檢測

故障分析：

（1）無電源

檢查線路、起動器、熔絲是否完好。

（2）過載。

（3）起動電流太小

檢查所用起動器是否合適。

（4）電刷接觸不良

檢查刷握彈簧是否松弛。

（5）勵磁回路斷路

檢查起動器及磁場繞組是否斷路。

五、轉速過高檢測

故障分析：

（1）電源電壓過高。

（2）勵磁電流太小。

檢查磁場調節電阻是否過大，檢查磁場繞組與起動器或調速器連接是否接觸良好，勵磁繞組有無匝間短路，使勵磁電動勢減小。

（3）勵磁繞組斷線，使勵磁電流為零，電機飛速。

（4）電樞及磁場繞組短路。用電阻法檢查是否短路。

（5）串勵電動機輕載或空載運轉。

（6）串勵磁場繞組接反。

六、電樞冒煙檢測

故障分析：

（1）電機長時期過載。

（2）換向器或電樞短路

用毫伏表檢查是否短路，是否有金屬屑落入換向器或電樞繞組中。

（3）電動機端電壓過低。

（4）起動頻繁或反向運轉過頻。

（5）定子與轉子鐵芯相擦

檢查軸承是否磨損，氣隙是否均勻。

七、勵磁繞組過熱檢測

故障分析：

（1）并勵繞組匝間短路

分別測量每一繞組電阻。

（2）電動機端電壓長期超過額定值。

八、機殼漏電檢測

故障分析：

（1）絕緣電阻過低。

（2）出線頭碰殼。

（3）接線板或繞組絕緣損壞。

（4）接地裝置接觸不良。

結語

綜上所述，由于直流電機的結構比較復雜，其故障診斷也比較麻煩，因此，必須熟練掌握其結構和性能，在工作中要不斷積累經驗，才能掌握直流電機的故障檢測方法。

參考文獻

[1]李佩禹.電動機維修技術[M].北京：高等教育出版社，1999.

[2]閆和平.常用電機與電氣控制技術問答[M].北京：機械工業出版社，2007.

[3]徐文媛.電機修理自學通[M].北京：中國電力出版社，2004.