直流电机的维护保养、故障预见及排除

项目三 直流电机的维护保养、故障预见及排除 实现目标 学会对直流电机的常见故障分析排除及维护 主要内容 直流电机的换向、及故障分析及维护 教学方法 项目驱动、启发教学、现场教学 实施场景 实训室 教学工具 ppt 关于艾滋病ppt课件精益管理ppt下载地图下载ppt可编辑假如ppt教学课件下载triz基础知识ppt 及直流电机 总学时 4 项目重点 直流电机的换向、故障分析及维护 项目难点 直流电机的换向 项目评价 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 制造出日常生活中电机及控制线路中的一个或几个常见故障，让同学们具体分析排除，对于项目实施的结果，师生都要进行正反两方面的评价总结。 项目实施过程设计 项目导入 首先回顾电机的原理、结构等知识，后引出直流电机一个很重要的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ：换向问题。并由此导出直流电机的故障分析排除及日常维护等问题。 项目实施 一、直流电机的换向问题。（PPT、电机实物）（启发式教学） （一）、换向过程的基本概念 1.换向定义：从+ia到-ia的过程； 2. 换向元件： 3.换向周期：Tk，几毫秒； 4.换向原因：电磁、机械、电化学和电热。 （二）换向元件中的电动势 1.电抗电动势er 从+ia到-ia→ 方向：由楞次定律知，阻碍换向，与换向前相同； 2.电枢反映电动势ek 物理中性线偏移几何中性线B≠0……由于电枢反应影响e=BLv≠0。 方向：对换向起阻碍作用，与换向前同，其大小与电机的转速及负载大小有关。 （三）改善换向的方法 1. 安装换向极 是目前改善换向最有效的办法。 容量为1KW以上的直流电机都装有换向极。 2.调整电刷的位置 3.增加换向回路的电阻 4.装设防止环火的补偿绕组 二、电机的故障分析排除及维护（现场教学、PPT） 直流电机的故障分析及维护 直流电机和其他电机一样，在使用前应按产品使用维护 说明书 房屋状态说明书下载罗氏说明书下载焊机说明书下载罗氏说明书下载GGD说明书下载 认真检查，以避免发生故障、损坏电机和有关设备。 要使电机具有良好的绝缘性并延长它的使用寿命，保持电机的内外清洁是非常重要的。电机必须安装在清洁的地点，防止腐蚀性气体对电机的损害。防护式电机不应装在多灰尘的地方，过多的灰尘不但降低绝缘性，也使换向器急剧磨损。电机必须牢固安装在稳固的基础上，应将电机的振动减至最小限度。电机上所有紧固零件（螺栓、螺母等）、端盖盖板、出线盒盖等均需拧紧。在使用直流电机时，应经常观察电机的换向情况，包括在运转中和起动过程中的换向情况，还应注意电机各部分是否有过热情况。在运行中，直流电机的故障是多种多样的，产生故障的原因较为复杂，并且互相影响。当直流电机发生故障时，首先要对电机的电源、线路、辅助设备（如磁场变阻器、开关等）和电机所带负载进行仔细的检查，看它们是否正常，然后再从电机机械方面加以检查，如检查电刷架是否有松动、电刷接触是否良好、轴承转动是否灵活等。就直流电机的内部故障来说，多数故障会从换向火花增大和运行性能异常反映出来，所以要分析故障产生的原因，就必须仔细观察换向火花的显现情况和运行时出现的其他异常情况，通过认真地分析，根据直流电机内部的基本规律和积累的经验作出判断，找出原因。 （一）运行时的换向故障 直流电机的换向情况可以反映出电机运行是否正常，良好的换向，可使电机安全可靠地运行和延长它的寿命 一般直流电机的内部故障，多数会引起换向出现有害的火花 或火花增大，严重时灼伤换向器 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面，甚至妨碍直流电机的正常运行。以下就机械方面和由机械引起的电气方面、电枢绕组、定子绕组、电源等影响换向恶化的主要原因做一概要的分析，并介绍一些基本维护方法。 1、机械原因 直流电机的电刷和换向器的连接属于滑动接触。因此，保持良好的滑动接触，才可能有良好的换向，但腐蚀性气体、大气压力、相对湿度、电机振动、电刷和换向器装配 质量等因素都对电刷和换向器的滑动接触情况有影响，当因电机振动、电刷和换向器的机械原因使电刷和换向器的滑动接触不良时，就会在电刷和换向器之间产生有害的火花 或使火花增大。电机振动。电机振动对换向的影响是由电枢振动的振幅和频率高低所决定的。当电枢向某一方向振动时，就把电刷往径向推出，由于电刷具有惯性以及与刷盒边缘的摩擦，不能随电枢振动保持和换向器的正常接触，于是电刷就在换向器表面跳动。随着电机转速的增高，振动愈大，电刷在换向器表面跳动越大。电机的振动大多是由于电枢两端的平衡块脱落或位置移动造成电枢的不平衡，或是在电枢绕组修理后未进行平衡引起的。一般说来，对低速运行的电机，电枢应进行静平衡；对高速运行的电机，电枢必须进行动平衡；所加平衡块必须牢靠地固定在电枢上）换向器。换向器是直流电机的关键部件，要求表面光洁圆整，没有局部变形。在换向良好的情况下，长期运转的换向器表面与电刷接触的部分将形成一层坚硬的褐色薄膜。这层薄膜有利于换向并能减少换向器的磨损。当换向器装配质量不良造成变形或片间云母突出，以及受到碰撞，使个别片凸出或凹下、表面有撞击疤痕或毛刺时，电刷就不能在换向器上平稳滑动，使火花增大。换向器表面沾有油腻污物也会使电刷接触不良，而产生火花。 换向器表面如有污物，应用沾有洒精的抹布擦净。换向器表面出现不规则情况时，可在电机旋转的情况下，用与换向器表面吻合的曲面木块垫上细玻璃砂纸来磨换向器。若仍不能满足换向要求（仍有较大火花），则必须车削换向器外圆，当换向器片间云母突出，应将云母片下刻，过深的下刻易在片间堆积炭粉，造成片间短路。 下刻片间云母之后，应研磨换向器外圆，方能使换向器表面光滑。电刷。为保证电刷和换向器良好的滑动接触，每个电刷表面至少要有与换，以避免各电刷通向器接触，电刷的压力应保持均匀，电刷间弹簧压力相差不超过过的电流相差太大，造成个别电刷过热和磨损太快。当电刷弹簧压力不合适、电刷材料不符合要求、电刷型号不一致、电刷与刷盒间配合太紧或太松、刷盒边离换向器表面距离太大时，就易使电刷和换向器滑动接触不良，产生有害的火花。 电刷，压力 或电刷的弹簧压力应根据不同的电刷确定。一般电机用的 可取。同一台电机必须使用同一型号的电刷，因为不同型号的电刷性能不同，通过的电流相差较大，这对换向是不利的。 新更换的电刷需要用较细的玻璃砂纸研磨。经过研磨的电刷，空转半小时后，在负载下工作一段时间，使电刷和换向器进一步密合。在换向器表面初步形成氧化膜后，才能投入正常运行。由机械引起的电气原因直流电机的电刷通过换向器与几何中线上的导体接触，使电枢元件在被电刷短路的 瞬间不切割主磁场的磁通。 （二）电枢绕组故障 电枢绕组的故障与电机换向情况具有密切的联系，以下就一般中小型电机常见的几种主要故障作一概述。 1、电枢元件断线或焊接不良。直流电机的电枢绕组是一种闭合绕组，如电枢绕组的个别元件产生断线或与换向器焊接不良，则当该元件转动电刷下，电流就通过电刷接通，而离开电刷时电流亦通过电刷断开，因而在电刷接触和离开的瞬时呈现较大的点状火花，这会使断路元件二侧的换向片灼黑，根据灼黑的换向片可找出断线元件的位置，若用电压表检查换向器片间电压，断线元件或与换向器焊接不良的元件二侧的换向片片间电压特别高。 由于电枢绕组的型式不同，表现在换向片灼黑的位置上亦有差别。如绕组是连续叠绕的电枢绕组，被灼黑的二换向器片间的元件在换向器上的跨距接近于一对极距，并串联了与电机极对数相同数量的元件后，再回到相邻的换向片上。所以当有一个元件断线焊接不良时，灼黑的换向片数等于电机的极对数，如图为一台四极电机，有二对极，用电压表检查片间电压时，则有处相邻换向片间电压猛处灼黑点； 2、电枢绕组短路。电枢绕组有短路现象时，电机的空载和负载电流增大。短路元件中产生较大的交变环流，使电枢局部发热，甚至烧毁绕组。在电枢绕组个别地方有短路时，一方面破坏了电枢绕组并联支路间的电路平衡，同时短路元件中的交变环流产生的影响使换向产生有害的火花或火花增大。电枢绕组有一点以上接“地”，就通过“地”形成短路，用电压表检查时，连接短路元件的二换向片片间电压为“ ”或很小。电枢绕组短路可能由下列情况引起：换向器片间短路、换向器之间短路、电枢元件匝间短路或上下层间短路等。短路元件的位置可用短路侦察器寻找。 3、定子绕组故障 定子绕组中的换向极和补偿绕组是用来改善电机换向的，所以和电机换向的情况有密切的关系，这些故障有： （1）换向极或补偿绕组极性接反。换向极或补偿绕组能克服或补偿电枢反应造成的主磁场波形的畸变，保持电机的物理中心线不因负载变化而产生移动。同时在换向元件中产生足够的换向电动势去抵消电抗电动势。当换向极或补偿绕组极性接反时，则加剧了电枢反应造成的主磁场波形畸变，使换向元件中阻碍换向的电动势加大，使换向火花急剧增大，换向片明显灼黑。 （2）换向极或补偿绕组短路。个别换向极或补偿绕组由于匝间或引线之间相碰而短路时，根据上节所述原因同样会火花增大。一般可检查各极的绕组电阻，正常情况下各极绕组电阻间的差别一般不超过5%。换向极绕组不合适。换向极除抵消电枢反应外，能使电枢元件在换向过程中产生一个换向电动势，大小和电抗电动势相等，方向相反；两者若能互相抵消，电枢绕组 元件在换向过程中不产生附加电流。在电机修理后，若换向情况再三调整还不能满足要求，从电机内部也找不出故障原因，这就可能是由换向极磁场不合适引起的。 （三）电源的影响 近年来晶闸管整流装置发展非常迅速，逐步取代了直流发电机组，它具有维护简单、效率高、重量轻等优点。使用中改进了直流电动机的调节性能，但这种电源带来了谐波 电流和快速暂态变化，对直流电动机有一定的危害，这种危害随晶闸管整流装置的型式及使用方法的不同而变化很大。 电源中的交流分量不仅对直流电机的换向有影响，而且增加了电机的噪声、振动、损耗、发热。为改善这种情况，一般采用串接平波电抗器的方法来减少交流分量。若用 单相整流电源供电而不外加平波电抗器时，直流电机的使用功率仅可达到额定功率的50%左右。一般外加平波电抗器的电感值约为直流电机电枢回路电感的2倍左右。 （四）、直流电机运行时的性能异常及维护 1、转速故障 一般小型直流电机在额定电压和额定负载时，即使励磁回路中不串电阻，转速也可保持在额定转速的容差范围内。中型直流电机必须接入磁场变阻器，才能保持额定励磁电流，而达到额定转速。 （1）转速偏高。在电源电压正常情况下，转速与主磁通成反比。当励磁绕组中发生短路现象，或个别磁极极性装反时，主磁通量减少，转速就上升。励磁电路中有断线，便没有电流通过，磁极只有剩磁。这时，以对串励电动机来说，励磁线圈断线即电枢开路，与电源脱开，电动机就停止运行；对并励或他励电动机，则转速剧升，有飞车的危险，如所带负载很重，那么电动机速度也不致升高，这时电流剧增，使开关的保护装置 动作后跳闸。 （2）转速偏低。电枢电路中连接点接触不良，使电枢电路的电阻压降增大时电机转速就偏低。所以转速偏低时，要检查电枢电路各连接点（包括电刷）的接头焊接是否良好，接触是否可靠 （3）转速不稳。直流电机在运行中当负载逐步增大时，电枢反应的去磁作用亦随之逐步增大。尤其直流电动机在弱磁提高转速运行时，电枢反应的去磁作用所占的比例就较大，在电刷偏离中性线或串励绕组接反时，则去磁作用更强，使主磁通更为减少，电机的转速上升，同时电流随转速上升而增大，而电流增大又使电枢反应去磁作用增大，这样恶性循环使电机的转速和电流发生急剧变化，电机不能正常稳定运行。如不及时制止，电机和所接仪表均有损坏的危险。在这种情况下，首先应检查串励绕组极性是否准确，减小励磁电阻并增大励磁回路电流。若电刷没有放在中性线上则应加以调整。 2电流异常 直流电机运行时，应注意电机所带负载不要超过铭牌规定的额定电流。但在故障的 情况下（如机械上有摩擦、轴承太紧、电枢回路中引线相碰或有短路现象、电枢电压太 低等），会使电枢电流增大。电机在过负载电流下长时间运行，就易烧毁电机绕组。 3局部过热 凡电枢绕组中有短路现象时，均会产生局部过热。在小型电机中，有时电枢绕组匝间短路所产生的有害火花并不显著，但局部发热较严重。导体各联接点接触不良亦会引起局部过热；换向器上的火花太大，会使换向器过热；电刷接触不良会使电刷过热。当绕组部分长时间局部过热时，会烧毁绕组。在运行中，若发现有绝缘烤糊味或局部过热情况，应及时检查修理。 三、具体故障排除（以一个常见故障为例来启发学生对学过的知识进行应用）。（对一、二两部分进行一下实际操作） 项目评价总结 通过学生对电机常见故障的分析排除来了解学生掌握电机原理、结构及电机换向等知识的情况。并对项目实施的结果进行评价总结。 作业 1、课后作业2、3、4题 2、简述直流电机的常见故障及排除方法