电机集电环与换向器维护.doc

对于同步电机、绕线电机、直流电机的集电环、换向器在运行中的维护和维修 一 集电环：集电环的维护和维修是针对那些同步机，绕线机而言。对直流电机的换向器来说较为简单，下面先简单阐述一下集电环。集电环应经常检查接触磨损情况，在运行中有无火花，通常应清理集电环表面。对有轻微的损伤如有斑点，刷痕，轻度磨损等，可先用细板锉，油碟在转动的情况下研磨。待磨到表面看不到损伤痕迹时，再用00砂布在高速旋转下抛光，使集电环表面粗糙度达到1.6以下就可以恢复使用。如果发现集电环表面有槽纹，烧伤，凹凸程度严重或集电环椭圆等应精车，车削时应注意进刀量（每次0.1mm左右）转动要平稳，加工后偏心度不得超过0.03-0.05mm，同时精车后应抛光。二 换向器火花的产生引起换向不良，在电刷下产生火花的原因很多，其中主要原因有电磁方面、机械方面和工作环境方面的原因，下面一一进行分析1. 电磁方面，也是一个主要方面。当换向元件旋转到几何中性线位置时，因切割磁通而产生电势，这一电势称为旋转电势ev，ev的方向与线圈边未到达几何中性线以前的电流方向相同，也就是和电抗电势ex的方向相同，ex和ev将在绕组元件内产生附加换向电流ik。ik使电刷的右刷边电流密度增加，前刷边电流密度减少，所以常在电刷的后刷边形成火花。2. 机械方面如换向器偏心：由电机转动不平衡和装配不良，电刷压力不适合，电刷在刷握中太松发生跳动，或太紧被卡死,换向器表面不清洁等原因导致。3. 工作环境方面在换向器表面，通常会有一层褐色光泽的氧化膜。有了这层薄膜增大了电刷和换向器之间接触电阻，可改善换向器换向并有良好的润滑作用，减小了电刷的磨损，在电机运行时这层薄膜不断地被破坏和再次形成；但当电刷压力过大或在高空缺氧和和在有水蒸气时该层氧化膜很快被破坏并再次形成较慢，使电刷磨损很快。必须将压力控制在200pa/cm2左右，对高空使用电机主要采用高空用电刷。三 换向器火花对电气设备的影响 换向时电刷下会出现火花，若火花很小亮度较弱呈蓝色，对电机正常运行没有什么影响，不能要求电刷下绝对没有火花。若火花范围较大呈白色或红色，对电机就有危害了，大范围的强度红色火花危害更大，火花会烧伤电刷，使其接触表面粗糙而形成凹坑；从而使接触面积减少，火花也能烧伤换向器；使表面变黑而产生伤痕。由于换向火花的原因，使电刷与换向器接触面减小，将使电刷增大电流密度。会更加加大火花，导致严重烧伤，造成恶性循环直到该换向器不能工作。四 改善换向器火花的方法1. 选择适当的电刷：直流电机一般采用碳-石墨电刷；增加电刷与换向片间接触电阻。2. 移动电刷的位置：顺着磁场偏转的方向移动电刷，在直流发电机中顺着电枢旋转的方向移动电刷，使换向过程中的绕组元件，位于物理中性线上进行换向。3. 装置换向极：为解决移动电刷改善换向所产生的困难，直流电机一般都装置换向极，换向极装在相邻两主磁极之间，它的绕组与电枢绕组相串联，使换向磁极的强度能与负载（电枢电流）成正比变化。在换向磁极的作用下使中性线不至于偏转，并使在换向过程中的元件内，产生与电抗电势大小相等而方向相反的感应电势，以抵消电流换向时的电抗电势，达到改善换向的目的。五.火花等级的鉴别1级：无火花。1级：电刷边缘仅有小部份（约1/5-1/4）刷边长的有断续几点点状火花。以上两种情况换向器上没有黑痕及电刷上没有灼痕。1级：电刷边缘大部分（大于刷边长）有连续较稀的颗粒状火花，换向器上有黑痕，但不发展，用汽油擦表面即可除去，同时电刷上有轻微灼痕。2级：电刷边缘大部分或全部有连续较密的颗粒状火花，开始有断续的舌状火花，换向器上有黑痕，用汽油不能擦去，同时电刷上有灼痕。3级：电刷整个边缘有强烈的舌状火花，并拌有爆裂声音，换向器上有黑痕严重，用汽油不能擦除，同时电刷上有灼痕。 六 换向器的维护和维修换向器表面应很光洁，不得有机械损伤或火花灼伤，如果轻微灼痕时，可用00砂布在旋转着的换向器上细细研磨，在用摩根专用磨石进行打磨，如果换向器表面出现严重灼痕或粗糙不平，表面不圆或局部凹凸现象时，则应拆下电枢，对换向器进行精车加工。加工时速度不应超过1.5m/s。最后一次的切削深度，进刀量均应不大于0.1mm。同时，要求换向器表面粗糙度为1.6-1.8，越光越好。精车加工后对换向器云母片进行下刻，将片间云母下刻1-1.5mm后清除换向器上表面的碎削及毛刺等杂物，并将整个电枢吹净，检查换向器片间是否有短路，一切正常后再进行装配。换向器在正常工作情况下运行后，表面产生一层坚硬的氧化膜这层膜能起到保护换向器不受磨损，因而要求保存这层薄膜不应除去。注：直流电机电刷应保持在中性位置，电刷工作表面应光滑，无雾状，麻点，电蚀，沟纹和灼伤等缺陷，电刷与刷握间应留不大于0.15mm左右的间隙，使电刷在刷握中能灵活滑动，且随动性好。如电刷损坏必须以相同规格的电刷进行更换，否则会引起各电刷间负载分配不均