一、造成换向不良的电磁原因及改善方法
1、造成换向不良的电磁原因
直流电动机在换向过程中,电枢绕组元件内的电流以很快的速度改变方向,此时在元件中产生电抗电势。另外,处于几何中性面上的换向元件切割气隙中的磁力线,产生了与换向前电流方向一致的电枢反应电势。由于这两个电动势的作用,在被电刷短路的换向元件中,产生附加电流,并贮存磁场能量。当被电刷短路的换向元件瞬时断开时,这部分能量就释放出来,以弧光放电的方式转化为热能,于是在电刷与换向片之间产生火花。上述的电抗电势和电枢反应电势与电枢电流成正比,又与电机的转速成正比,所以在大电流高转速下,电动机的换向很困难。
2、改善换向的方法
改善换向的方法从减少,甚至消除附加电流着手。其方法有:
1)选择适当电刷,增加电刷与换向片间的接触电阻
不同牌号的电刷有不同的接触电阻,直流电机一般采用碳-石墨电刷,只有在低压电机中才用黄铜-石墨电刷或青铜-石墨电刷。
2)装置换向极
直流电机一般都在相邻的两个主磁极之间装置换向极,装在几何中性线上。它的绕组与电枢绕组相串联,使换向极磁场的强度能与负载(电枢电流)成正比变化。加换向极的目的在于减少,甚至抵消产生附加电流的两个电势,使换向良好。
由于换向磁极的作用是用来抵消有负载时电枢反应的电枢磁场,因此,在电机用作发电机时,必须顺着电枢的旋转方向,在主磁极前面装上与主极的极性相反的换向极;在电机用做电动机时,如旋转方向与作发电机时相同,则其换向极的极性应与作发电机运行时的极性相反。如果由发电机改作电动机时,电枢绕组内的电流方向就要改变,与它串联的换向磁极绕组内的电流方向也将随之改变,且旋转方向不变时,换向磁极的极性也就自动改变了,所以不必调换。
二、造成换向不良的机械方面的原因
1、电刷间距不等;
2、刷握排列、安装不良;
3、刷握加垫太多、电刷角度不正确;
4、电刷与刷握配合太松;
5、换向片凸出或凹下;
6、换向器偏心、变形;
7、换向器拉紧螺杆松动;
8、换向器松动;
9、换向极垫片或极靴松动;
10、轴承太松或磨损;
11、气隙不等;
12、极距不等;
13、动平衡不良。
三、造成换向不良的维护方面的原因
1、换向器表面不良;
2、云母片突出或有毛边;
3、换向片倒角不良;
4、换向器没有定期清扫;
5、电刷压力不正确;
6、电刷与换向器接触不良;
7、电刷中性位置不对;
8、电刷粘附或卡在刷握上;
9、换向器沾有油污或空气中有油雾;
10、在一个换向器上使用两种电阻率相差悬殊的电刷;
11、刷握与换向器表面距离太大。
四、造成换向不良的电气故障方面的原因
1、升高片、头套开焊;
2、换向极、补偿绕组、并联回路接线不良;
3、磁场或电枢绕组短路;
4、主极或换向极绕组极性接反。
五、造成换向不良的电机设计和调整方面的原因
1、换向极气隙不正确;
2、电刷太窄;
3、电刷太宽;
4、换向极磁路饱和;
5、换向器片间电压过高。
六、造成换向不良的负载及工作条件方面的原因
1、长期过载、堵转;
2、电刷电流密度低;
3、空气中存在有害气体;
4、空气中有耐磨性尘埃;
5、温度过高;
6、湿度过低;
7、电机中存在有机硅气体。
七、造成换向不良的外部条件干扰的原因
1、基础松动或不稳;
2、有外界的松动来源;
3、外部的短路或很重的负载的冲击。
八、造成换向不良的电刷方面的原因
1、抑制火花能力太强;
2、抑制火花能力太差;
3、电刷接触压降太高;
4、电刷接触压降太低;
5、摩擦系数太高;
6、电阻率太低;
7、电刷形成氧化膜能力差;
8、电刷润滑性能差;
9、电刷磨损率太大;
10、电刷允许电密低;
11、刷辫与电刷接触不良;
12、电刷含有金刚砂和碳化硅。
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