造成换向不良的电磁原因及改善方法

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。