直流电动机的故障分析与维护课件.pptx

1、第第3章章 直流电动机的故障分析与维直流电动机的故障分析与维护护 3.1 直流电动机换向故障分析与维护直流电动机换向故障分析与维护 3.2 直流电动机电枢绕组故障及维护直流电动机电枢绕组故障及维护 3.3 直流电动机主磁极绕组、换向绕组、补偿绕直流电动机主磁极绕组、换向绕组、补偿绕组故障分析及处理组故障分析及处理 3.4 直流电动机运行中的常见故障与处理直流电动机运行中的常见故障与处理 3.5 直流电动机故障实例分析直流电动机故障实例分析 本章小结本章小结3.1 直流电动机换向故障分析与维护直流电动机换向故障分析与维护 3.1.1 直流电机换向不良的主要征象直流电机换向不良的主要征象1.换向火

2、花状态换向火花状态换向火花是衡量换向优劣的主要标准。在正常运行时，一般是在电刷换向火花是衡量换向优劣的主要标准。在正常运行时，一般是在电刷边缘出现少量点状火花或粒状火花且分布均匀。当换向恶化、不良时，边缘出现少量点状火花或粒状火花且分布均匀。当换向恶化、不良时，会出现舌状火花或爆鸣状飞溅火花和环状火花，这些火花危害极大，会出现舌状火花或爆鸣状飞溅火花和环状火花，这些火花危害极大，可烧坏换向器和电刷。可烧坏换向器和电刷。2.换向器表面的状态换向器表面的状态在正常换向运行时，换向器表面是平滑、光亮的，无任何磨损、印迹在正常换向运行时，换向器表面是平滑、光亮的，无任何磨损、印迹或斑点。当换向不良时，

3、换向器表面会出现异常烧伤。或斑点。当换向不良时，换向器表面会出现异常烧伤。1）烧痕烧痕在换向器表面一般会出现用汽油擦不掉的烧伤痕迹。在换向器表面一般会出现用汽油擦不掉的烧伤痕迹。下一页返回3.1 直流电动机换向故障分析与维护直流电动机换向故障分析与维护2）节痕节痕节痕是指换向器表面出现有规律的变色或痕迹。一种是槽距节痕，其节痕是指换向器表面出现有规律的变色或痕迹。一种是槽距节痕，其痕迹规律是按电枢槽间距出现的伤迹，产生的主要原因是换向极偏强痕迹规律是按电枢槽间距出现的伤迹，产生的主要原因是换向极偏强或偏弱；另一种是极距型节痕，伤痕是按磁极数或磁极对数间隔排列或偏弱；另一种是极距型节痕，伤痕是按

4、磁极数或磁极对数间隔排列的，产生的主要原因是并接线套开焊或升高片焊接不良。的，产生的主要原因是并接线套开焊或升高片焊接不良。3.电刷镜面状态电刷镜面状态正常换向时，电刷与换向器的接触面是光亮平滑的，通常称为镜面。正常换向时，电刷与换向器的接触面是光亮平滑的，通常称为镜面。当电机换向不良时，电刷镜面会出现雾状、麻点和烧伤痕迹。如果电当电机换向不良时，电刷镜面会出现雾状、麻点和烧伤痕迹。如果电刷材质中含有碳化硅或金刚砂之类物质，镜面上就会出现白色斑点或刷材质中含有碳化硅或金刚砂之类物质，镜面上就会出现白色斑点或条痕。条痕。上一页 下一页返回3.1 直流电动机换向故障分析与维护直流电动机换向故障分析

5、与维护 3.1.2 直流电机换向故障原因及维护直流电机换向故障原因及维护1.机械原因及维护机械原因及维护1）电机振动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，就会造成电刷与换向器的接触面压力波动，电枢向某一方向振动时，就会造成电刷与换向器的接触面压力波动，从而使电刷在换向器表面跳动，随着电机转速的增高，振动加剧，电从而使电刷在换向器表面跳动，随着电机转速的增高，振动加剧，电刷在换向器表面跳动幅度就越大。电机的振动过大，主要是由于电枢刷在换向器表面跳动幅度就越大。电机的振动过大，主要是由于

6、电枢两端的平衡块脱落，造成电枢的不平衡，或是在电枢绕组修理后未进两端的平衡块脱落，造成电枢的不平衡，或是在电枢绕组修理后未进行平衡校正引起的。行平衡校正引起的。上一页 下一页返回3.1 直流电动机换向故障分析与维护直流电动机换向故障分析与维护2）换向器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。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成一层坚硬的褐色薄膜，这层薄膜有利于换向，

7、并能减少换向器的磨损。损。换向器表面出现不规则情况时，用与换向片表面吻合的木块垫上细玻换向器表面出现不规则情况时，用与换向片表面吻合的木块垫上细玻璃砂纸来磨换向器，若还不能满足要求，则必须车削换向器的外圆。璃砂纸来磨换向器，若还不能满足要求，则必须车削换向器的外圆。上一页 下一页返回3.1 直流电动机换向故障分析与维护直流电动机换向故障分析与维护3）电刷电刷为保证电刷和换向器的良好接触，电刷表面至少要有为保证电刷和换向器的良好接触，电刷表面至少要有3/4与换向器接与换向器接触，电刷压力要保持均匀，电刷间压力相差不超过触，电刷压力要保持均匀，电刷间压力相差不超过10%，以保证各电，以保证各电刷的

8、接触电阻基本相当，从而使各电刷电流均衡。刷的接触电阻基本相当，从而使各电刷电流均衡。电刷压力弹簧应根据不同的电刷而定。一般电机用的电刷压力弹簧应根据不同的电刷而定。一般电机用的D104或或D172电电刷，其压力可取刷，其压力可取 1 500 2 500 Pa。电刷压力的测定与调整如电刷压力的测定与调整如图图3-1所示。所示。上一页 下一页返回3.1 直流电动机换向故障分析与维护直流电动机换向故障分析与维护2.电气原因及维护电气原因及维护换向接触电势与电枢反应电势是直流电机换向不良的主要原因，一般换向接触电势与电枢反应电势是直流电机换向不良的主要原因，一般在电机设计与制造时都作了较好的补偿与处理

9、，电刷通过换向器与几在电机设计与制造时都作了较好的补偿与处理，电刷通过换向器与几何中心线的元件接触，使换向元件不切割主磁场。但是由于维修后换何中心线的元件接触，使换向元件不切割主磁场。但是由于维修后换向绕组、补偿绕组安装不准确，磁极、刷盒装配偏差，造成各磁极间向绕组、补偿绕组安装不准确，磁极、刷盒装配偏差，造成各磁极间距离相差太大、各磁极下的气隙不均匀、电刷中心对齐不好、电刷沿距离相差太大、各磁极下的气隙不均匀、电刷中心对齐不好、电刷沿换向器圆周等分不均（一般电机电刷沿换向器圆周等分差不超过换向器圆周等分不均（一般电机电刷沿换向器圆周等分差不超过0.5 mm）。）。因此，在检修时，应使各个磁极

10、、电刷安装合适，分配均匀。换向极因此，在检修时，应使各个磁极、电刷安装合适，分配均匀。换向极绕组、补偿绕组安装正确，就能起到改善换向的作用。绕组、补偿绕组安装正确，就能起到改善换向的作用。上一页 下一页返回3.1 直流电动机换向故障分析与维护直流电动机换向故障分析与维护电刷中心位置测定一般有以下三种方法。电刷中心位置测定一般有以下三种方法。1）感应法感应法这是最常用的一种方法，如这是最常用的一种方法，如图图3-2所示，将毫伏表（或用万用表的电所示，将毫伏表（或用万用表的电流表替代）接入相邻两组电刷上，接通励磁开关流表替代）接入相邻两组电刷上，接通励磁开关S瞬间，指针会左右瞬间，指针会左右摆动，

11、这样反复移运电刷位置测试，直到出现摆动最小或几乎不摆动摆动，这样反复移运电刷位置测试，直到出现摆动最小或几乎不摆动时的位置，这就是要找的几何中心线位置。时的位置，这就是要找的几何中心线位置。2）正反转发电机法正反转发电机法采用他励方式，保持转速不变，使电机正反转，用万用表测电枢端压，采用他励方式，保持转速不变，使电机正反转，用万用表测电枢端压，逐渐移动电刷的位置，在相同的电压下测出正反转时电机端压读数，逐渐移动电刷的位置，在相同的电压下测出正反转时电机端压读数，直到正转与反转时电枢端压读数大小相等，这时电刷的位置就是几何直到正转与反转时电枢端压读数大小相等，这时电刷的位置就是几何中心位置。中心

12、位置。上一页 下一页返回3.1 直流电动机换向故障分析与维护直流电动机换向故障分析与维护3）正反转电动机法正反转电动机法在直流电机端压与励磁保持恒定时，改变直流电机端压极性，使直流在直流电机端压与励磁保持恒定时，改变直流电机端压极性，使直流电机正反转，逐渐移动电刷位置，用测速表测量正反向转速，若电刷电机正反转，逐渐移动电刷位置，用测速表测量正反向转速，若电刷不在几何中心上，正反转和转速相差较大，只有调节电刷位置到中心不在几何中心上，正反转和转速相差较大，只有调节电刷位置到中心点时，正反转速相差最小或基本相等。点时，正反转速相差最小或基本相等。3.其他影响及维护其他影响及维护电枢绕组的故障与电源

13、不良等因素造成的换向不良常出现在一般中小电枢绕组的故障与电源不良等因素造成的换向不良常出现在一般中小型直流电机中。型直流电机中。上一页 下一页返回3.1 直流电动机换向故障分析与维护直流电动机换向故障分析与维护1）电枢元件断线或焊接不良电枢元件断线或焊接不良直流电机的电枢绕组是通过与相应换向片焊接相连的闭合回路，如电直流电机的电枢绕组是通过与相应换向片焊接相连的闭合回路，如电枢绕组个别元件与换向片焊接不好，当元件转到电刷下时，电流就通枢绕组个别元件与换向片焊接不好，当元件转到电刷下时，电流就通过电刷接通，在离开电刷时也通过电刷断开，因而会在与电刷接触和过电刷接通，在离开电刷时也通过电刷断开，因

14、而会在与电刷接触和断开的瞬间产生大量的火花，使短路元件两端的换向片灼黑，这时用断开的瞬间产生大量的火花，使短路元件两端的换向片灼黑，这时用电压表检测换向片间电压，如图电压表检测换向片间电压，如图3-3所示，断线元件或与换向器焊接所示，断线元件或与换向器焊接不良的元件两侧的换向片之间的电压特别高。不良的元件两侧的换向片之间的电压特别高。上一页 下一页返回3.1 直流电动机换向故障分析与维护直流电动机换向故障分析与维护2）电枢绕组短路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，短路元件中产生了较大的交变电流，使电枢局部发热

15、，甚至烧损绕组。生了较大的交变电流，使电枢局部发热，甚至烧损绕组。电枢元件有一点短路，就会通过短路点形成短路回路，用电压表检测电枢元件有一点短路，就会通过短路点形成短路回路，用电压表检测时，就会发现短路元件所接的两换向片之间电压为时，就会发现短路元件所接的两换向片之间电压为“0”或很小。电或很小。电枢绕组短路可由这些情况引起：换向片间短路、电枢元件匝间短路、枢绕组短路可由这些情况引起：换向片间短路、电枢元件匝间短路、电枢绕组上下层间短路。短路的元件可用短路侦察器寻找。电枢绕组上下层间短路。短路的元件可用短路侦察器寻找。上一页 下一页返回3.1 直流电动机换向故障分析与维护直流电动机换向故障分析

16、与维护3）电源对换向的影响电源对换向的影响电源中的交流成分会使直流电机换向恶化，而且还增加了电机的噪声、电源中的交流成分会使直流电机换向恶化，而且还增加了电机的噪声、振动、损耗、发热。改善的基本方法：一般采用平波电抗器来滤波，振动、损耗、发热。改善的基本方法：一般采用平波电抗器来滤波，减小谐波的影响。若用单相整流不加平波电抗器运行，直流电机的使减小谐波的影响。若用单相整流不加平波电抗器运行，直流电机的使用功率仅可达到额定功率的用功率仅可达到额定功率的50%左右。一般加平波电抗器的电感值为左右。一般加平波电抗器的电感值为直流电机电枢电路电感的直流电机电枢电路电感的2倍左右。倍左右。上一页返回3.

17、2 直流电机电枢绕组故障及维护直流电机电枢绕组故障及维护 3.2.1 直流电机过热及处理直流电机过热及处理当直流电机投入运行以后，整机温升超过规定标准，而无其他的运行当直流电机投入运行以后，整机温升超过规定标准，而无其他的运行反常现象，属于直流电机过热。长期过热会加速绝缘老化，缩短电机反常现象，属于直流电机过热。长期过热会加速绝缘老化，缩短电机的使用寿命。对于设计、安装、维护等工艺上的缺陷而造成的过热，的使用寿命。对于设计、安装、维护等工艺上的缺陷而造成的过热，若不及时处理，则会造成过热加剧，故障扩大。所以对于整机过热也若不及时处理，则会造成过热加剧，故障扩大。所以对于整机过热也不能大意，要仔

18、细观察、分析，找出原因，制订合理的处理办法，使不能大意，要仔细观察、分析，找出原因，制订合理的处理办法，使电机恢复正常运行。电机恢复正常运行。下一页返回3.2 直流电机电枢绕组故障及维护直流电机电枢绕组故障及维护造成整机均匀过热的原因可从以下几个方面考虑：电机的运行方式与造成整机均匀过热的原因可从以下几个方面考虑：电机的运行方式与电机设计方案不符，例如将按短时运行或短时重复运行设计配置的电电机设计方案不符，例如将按短时运行或短时重复运行设计配置的电机用于连续运行；电机长期过载；电机的通风路道堵塞，铁芯和线圈机用于连续运行；电机长期过载；电机的通风路道堵塞，铁芯和线圈表面被纤维绒毛或灰尘覆盖，造

19、成散热恶化；对于维修后重装的电机，表面被纤维绒毛或灰尘覆盖，造成散热恶化；对于维修后重装的电机，当散热风扇叶片曲面方向与电机旋转方向相反时，会降低冷却效率，当散热风扇叶片曲面方向与电机旋转方向相反时，会降低冷却效率，在额定或重载工作下，电机会过热；空气过滤器堵塞、油腻污染；工在额定或重载工作下，电机会过热；空气过滤器堵塞、油腻污染；工作环境恶劣；设计的电机通风管道口径太小、曲度太大、弯头太多等作环境恶劣；设计的电机通风管道口径太小、曲度太大、弯头太多等造成的通风散热不畅。造成的通风散热不畅。针对具体的问题，作相应处理，对于在高温、高湿、通风不畅等恶劣针对具体的问题，作相应处理，对于在高温、高湿

20、、通风不畅等恶劣环境下工作的电机要适当降低容量使用或采用强力通风方式来加强散环境下工作的电机要适当降低容量使用或采用强力通风方式来加强散热。热。上一页 下一页返回3.2 直流电机电枢绕组故障及维护直流电机电枢绕组故障及维护 3.2.2 电枢绕组短路故障的分析与处理电枢绕组短路故障的分析与处理电枢绕组由于短路故障而烧毁时，一般打开电机通过直接观察就可找电枢绕组由于短路故障而烧毁时，一般打开电机通过直接观察就可找到烧焦的故障点，为了准确，除了用短路测试器检查外，还可通过到烧焦的故障点，为了准确，除了用短路测试器检查外，还可通过图图3-4所示简易方法进行确定。所示简易方法进行确定。将将612 V直流

21、电源接到电枢两侧的换向片上，用直流毫伏表依次测直流电源接到电枢两侧的换向片上，用直流毫伏表依次测量各相邻的两个换向片间的电压值，由于电枢绕组是非常有规律的重量各相邻的两个换向片间的电压值，由于电枢绕组是非常有规律的重复排列，所以在正常换向片间的读数也是相等的或呈现规律的重复变复排列，所以在正常换向片间的读数也是相等的或呈现规律的重复变化偏转。化偏转。上一页 下一页返回3.2 直流电机电枢绕组故障及维护直流电机电枢绕组故障及维护电枢绕组短路的原因，往往是由于绝缘老化、机械磨损使同槽绕圈间电枢绕组短路的原因，往往是由于绝缘老化、机械磨损使同槽绕圈间的匝间短路或上下层之间的层间短路。对于使用时间不长

22、，绝缘并未的匝间短路或上下层之间的层间短路。对于使用时间不长，绝缘并未老化的电机，当只有一两个线圈有短路时，可以切断短路线圈，在两老化的电机，当只有一两个线圈有短路时，可以切断短路线圈，在两个换向片接线处接以跨接线，作应急使用，如个换向片接线处接以跨接线，作应急使用，如图图3-5所示。若短路绕所示。若短路绕圈过多，则应送电机修理厂重绕。圈过多，则应送电机修理厂重绕。上一页 下一页返回3.2 直流电机电枢绕组故障及维护直流电机电枢绕组故障及维护 3.2.3 电枢绕组断路及处理电枢绕组断路及处理电枢绕组断路的原因多是由于换向片与导线接头焊接不良，或由于电电枢绕组断路的原因多是由于换向片与导线接头焊

23、接不良，或由于电机的振动过大而造成脱焊，个别也有内部断线的，这时明显的故障现机的振动过大而造成脱焊，个别也有内部断线的，这时明显的故障现象是电刷下产生较大火花。具体要确定是哪一线圈断路，检测方法如象是电刷下产生较大火花。具体要确定是哪一线圈断路，检测方法如图图3-6所示。所示。抽出电枢，将直流电源接于电枢换向器的两侧，由于断线，回路不会抽出电枢，将直流电源接于电枢换向器的两侧，由于断线，回路不会有电流，所以电压都加在断线的线圈两端，这时可通过毫伏表依次测有电流，所以电压都加在断线的线圈两端，这时可通过毫伏表依次测换向片间的电压，当毫伏表跨接在未断线圈换向片间测量时，没有读换向片间的电压，当毫伏

24、表跨接在未断线圈换向片间测量时，没有读数。当毫伏表跨接到断路线圈时，就会有读数指示，且指针剧烈跳动。数。当毫伏表跨接到断路线圈时，就会有读数指示，且指针剧烈跳动。上一页 下一页返回3.2 直流电机电枢绕组故障及维护直流电机电枢绕组故障及维护 3.2.4 电枢绕组短接及处理电枢绕组短接及处理电枢绕组接地的原因，多数是由于槽绝缘及绕组相间绝缘损坏，导体电枢绕组接地的原因，多数是由于槽绝缘及绕组相间绝缘损坏，导体与硅钢片碰接所致，也有换向片接地，一般击穿点出现在槽口、换向与硅钢片碰接所致，也有换向片接地，一般击穿点出现在槽口、换向片内和绕组端部。片内和绕组端部。检测电枢绕组是否接地的方法是比较简单的

25、，通常采用试验灯进行检检测电枢绕组是否接地的方法是比较简单的，通常采用试验灯进行检测。先将电枢取出放在支架上，再将电源线串接一个灯泡，一端接在测。先将电枢取出放在支架上，再将电源线串接一个灯泡，一端接在换向片上，另一端接在轴上，如换向片上，另一端接在轴上，如图图3-7（a）所示，若灯泡发亮，说明）所示，若灯泡发亮，说明电枢线圈有接地。电枢线圈有接地。若要确定是哪槽线圈接地，还要用毫伏表来测定，如图若要确定是哪槽线圈接地，还要用毫伏表来测定，如图3-7（b）所示。）所示。先将电源、灯串接，然后一端接换向器，另一端与轴相接，由于电枢先将电源、灯串接，然后一端接换向器，另一端与轴相接，由于电枢绕组与

26、轴形成短路，所以灯是亮的，将毫伏表的一个端接在轴上，另绕组与轴形成短路，所以灯是亮的，将毫伏表的一个端接在轴上，另一端与换向片依次接触，毫伏表跨接的线圈是完好的，则毫伏表指针一端与换向片依次接触，毫伏表跨接的线圈是完好的，则毫伏表指针要摆动，若是接地的故障线圈，则指针不动。要摆动，若是接地的故障线圈，则指针不动。上一页返回3.3 直流电机主磁极绕组、换向绕组、直流电机主磁极绕组、换向绕组、补偿绕组故障分析及处理补偿绕组故障分析及处理 3.3.1 主磁极绕组故障分析主磁极绕组故障分析1.主磁极绕组短路故障分析主磁极绕组短路故障分析造成主磁极绕组线圈短路的主要原因是绝缘老化，工作环境恶劣，灰造成主

27、磁极绕组线圈短路的主要原因是绝缘老化，工作环境恶劣，灰尘特别是金属粉尘沉积绕组表面，使电机绝缘等级降低；另外，也有尘特别是金属粉尘沉积绕组表面，使电机绝缘等级降低；另外，也有运行过程中的机械磨损等原因。运行过程中的机械磨损等原因。由于主极线圈的短路，磁通下降，其机械特性变由于主极线圈的短路，磁通下降，其机械特性变“软软”，转差率增大，转差率增大，直流电机转速随负载的波动增加，会影响生产及加工精度。直流电机转速随负载的波动增加，会影响生产及加工精度。应急处理方式：仔细检查，寻找出短路线圈，若只存在于表面，而且应急处理方式：仔细检查，寻找出短路线圈，若只存在于表面，而且匝数少，可作适当的修复处理，

28、若损坏严重，则要更换。匝数少，可作适当的修复处理，若损坏严重，则要更换。下一页返回3.3 直流电机主磁极绕组、换向绕组、直流电机主磁极绕组、换向绕组、补偿绕组故障分析及处理补偿绕组故障分析及处理2.主磁极绕组断路故障分析主磁极绕组断路故障分析直流电机在整个运行过程中，是决不允许励磁断路的，否则将造成直流电机在整个运行过程中，是决不允许励磁断路的，否则将造成“飞车飞车”重大事故。其断路故障大都出在操作控制失误等情况下。重大事故。其断路故障大都出在操作控制失误等情况下。对于未启动的直流电动机，若励磁绕组断路，主磁场还未建立，基本对于未启动的直流电动机，若励磁绕组断路，主磁场还未建立，基本无启动转矩

29、，电机不能启动，由于此时的电枢电流为堵转电流，电枢无启动转矩，电机不能启动，由于此时的电枢电流为堵转电流，电枢绕组发热，温升较快，还会出现较大的振动声；对于直流发电机，即绕组发热，温升较快，还会出现较大的振动声；对于直流发电机，即使达到了额定运行转速，也无电压输出，此时检查励磁监测电流表的使达到了额定运行转速，也无电压输出，此时检查励磁监测电流表的读数为零。对于自励发电机，若主磁极绕组的线圈断路，只能输出很读数为零。对于自励发电机，若主磁极绕组的线圈断路，只能输出很小的剩磁电压。小的剩磁电压。上一页 下一页返回3.3 直流电机主磁极绕组、换向绕组、直流电机主磁极绕组、换向绕组、补偿绕组故障分析

30、及处理补偿绕组故障分析及处理3.并、串主磁绕组的连接故障分析并、串主磁绕组的连接故障分析并励直流电机正确接线如并励直流电机正确接线如图图3-8所示。所示。复励磁线圈包含并励磁线圈与串励磁线圈，其并励磁线圈并联于电枢复励磁线圈包含并励磁线圈与串励磁线圈，其并励磁线圈并联于电枢电源上，串励磁线圈则与电枢绕组串联。对于直流发电机，积复励磁电源上，串励磁线圈则与电枢绕组串联。对于直流发电机，积复励磁主要补偿由于负载变化引起的电枢磁场的去磁作用，基本保持气隙磁主要补偿由于负载变化引起的电枢磁场的去磁作用，基本保持气隙磁场的稳定，使输出电压稳定。对于直流电动机，积复励磁的主要作用场的稳定，使输出电压稳定。

31、对于直流电动机，积复励磁的主要作用是使其机械特性变是使其机械特性变“软软”，以适应重负载低速的运行要求。，以适应重负载低速的运行要求。若将串励磁线圈接反（并励磁场不变），则补偿方式就也就与要求相若将串励磁线圈接反（并励磁场不变），则补偿方式就也就与要求相反。对于直流发电机，由于负载越大反。对于直流发电机，由于负载越大电流越大电流越大磁通越小磁通越小电枢电电枢电势越小势越小输出电压越低输出电压越低输出越不稳定。输出越不稳定。上一页 下一页返回3.3 直流电机主磁极绕组、换向绕组、直流电机主磁极绕组、换向绕组、补偿绕组故障分析及处理补偿绕组故障分析及处理直流电动机，带负载运行（设为恒定转矩）直流电

32、动机，带负载运行（设为恒定转矩）磁通越小磁通越小电枢反电势电枢反电势越小越小电流越大电流越大输入功率增大（直流电机输入端压恒定）输入功率增大（直流电机输入端压恒定）损耗与损耗与输出功率增加，由功率平衡关系可知，其机械特性会输出功率增加，由功率平衡关系可知，其机械特性会“上翘上翘”，使运，使运行不稳定，无法正常工作。行不稳定，无法正常工作。对于重装的磁极，可利用试验法或采用指南针测准并串磁场是否一致，对于重装的磁极，可利用试验法或采用指南针测准并串磁场是否一致，若不一致，则要重改接线若不一致，则要重改接线上一页 下一页返回3.3 直流电机主磁极绕组、换向绕组、直流电机主磁极绕组、换向绕组、补偿绕

33、组故障分析及处理补偿绕组故障分析及处理若是复励电动机的串励磁线圈因接头松动造成的断路，这时的电枢电若是复励电动机的串励磁线圈因接头松动造成的断路，这时的电枢电流为零，（串励绕组是与电枢绕组相串联的）无启动转矩，电机无法流为零，（串励绕组是与电枢绕组相串联的）无启动转矩，电机无法启动。若是运行中的直流电动机串励磁线圈断路，则电机迅速停转。启动。若是运行中的直流电动机串励磁线圈断路，则电机迅速停转。若是复励发电机串励磁线圈断路，检测时会发现励磁电流（并励绕组若是复励发电机串励磁线圈断路，检测时会发现励磁电流（并励绕组电流）正常，转速正常，但端压输出为零。电流）正常，转速正常，但端压输出为零。由于主

34、励磁断路大都由励磁回路的调节电阻、控制开关等连接松动引由于主励磁断路大都由励磁回路的调节电阻、控制开关等连接松动引起。停机后用校线灯或万用表欧姆挡分段检测就可查出断路点。对于起。停机后用校线灯或万用表欧姆挡分段检测就可查出断路点。对于断路的处理也较容易，找出断路点后，紧固连接，重新恢复绝缘即可，断路的处理也较容易，找出断路点后，紧固连接，重新恢复绝缘即可，对于断路损坏的控制开关等应更换。对于断路损坏的控制开关等应更换。上一页 下一页返回3.3 直流电机主磁极绕组、换向绕组、直流电机主磁极绕组、换向绕组、补偿绕组故障分析及处理补偿绕组故障分析及处理4.主磁极绕组线圈方向接错故障分析主磁极绕组线圈

35、方向接错故障分析主磁极并励磁线圈通电方向决定了磁场的极性，多采用顺向串联后接主磁极并励磁线圈通电方向决定了磁场的极性，多采用顺向串联后接入电枢电源。当其方向接错，其磁极排列也就错了，例如四极直流电入电枢电源。当其方向接错，其磁极排列也就错了，例如四极直流电机的主磁场排列应为机的主磁场排列应为NSNS，假若中间的两极首尾接反，则磁，假若中间的两极首尾接反，则磁极排列为极排列为NNSS，由于电枢绕组是按照标准固定方式绕好的，由于电枢绕组是按照标准固定方式绕好的，电枢支路元件电势交错，电磁力矩正反交错，电机根本无法运行，从电枢支路元件电势交错，电磁力矩正反交错，电机根本无法运行，从而引起严重振动，甚

36、至会在电枢绕组支路间产生很大的环流而烧毁线而引起严重振动，甚至会在电枢绕组支路间产生很大的环流而烧毁线圈。圈。这类故障主要是拆卸电机时未作好详细记录，重装时出错。要避免此这类故障主要是拆卸电机时未作好详细记录，重装时出错。要避免此故障的出现，在拆卸电机时应作好记录，标好进出端口；安装好以后，故障的出现，在拆卸电机时应作好记录，标好进出端口；安装好以后，要通励磁电流，用指南针检测其极性排列是否正确，一旦出错，必须要通励磁电流，用指南针检测其极性排列是否正确，一旦出错，必须拆除重新连接。拆除重新连接。上一页 下一页返回3.3 直流电机主磁极绕组、换向绕组、直流电机主磁极绕组、换向绕组、补偿绕组故障

37、分析及处理补偿绕组故障分析及处理1.换向极绕组连接故障分析换向极绕组连接故障分析换向极绕组正确连接如换向极绕组正确连接如图图3-9所示，换向极绕组的连接故障有以下两所示，换向极绕组的连接故障有以下两种情况。其一是双极性接反，这会使得换向磁场与电枢反应磁场相互种情况。其一是双极性接反，这会使得换向磁场与电枢反应磁场相互叠加后不是抵消削弱，而是增强，使得换向更加恶化，换向火花明显叠加后不是抵消削弱，而是增强，使得换向更加恶化，换向火花明显加剧，形成明显的环火，特别是随着负载的增加，火花更强烈，各极加剧，形成明显的环火，特别是随着负载的增加，火花更强烈，各极电刷出现均匀灼痕。其二是部分换向极线圈接反

38、，会出现火花分布不电刷出现均匀灼痕。其二是部分换向极线圈接反，会出现火花分布不匀，极性接反的电刷下火花增大，烧伤也较严重。匀，极性接反的电刷下火花增大，烧伤也较严重。上一页 下一页返回3.3 直流电机主磁极绕组、换向绕组、直流电机主磁极绕组、换向绕组、补偿绕组故障分析及处理补偿绕组故障分析及处理以上两种情况只要沿绕线方向通少量直流电流作极性测试，就能确定以上两种情况只要沿绕线方向通少量直流电流作极性测试，就能确定其极性。正确的排列顺序如其极性。正确的排列顺序如图图3-10所示。所示。N主主S换换S主主N换换N主主S换换S主主N换换直流电动机磁极沿车速方向的排列顺序为：直流电动机磁极沿车速方向的

39、排列顺序为：N主主N换换S主主S换换N主主N换换S主主S换换上一页 下一页返回3.3 直流电机主磁极绕组、换向绕组、直流电机主磁极绕组、换向绕组、补偿绕组故障分析及处理补偿绕组故障分析及处理2.补偿绕组的连接故障分析补偿绕组的连接故障分析直流电机中的补偿绕组主要是与电枢绕组相串联的，安装在主磁极的直流电机中的补偿绕组主要是与电枢绕组相串联的，安装在主磁极的极靴槽内，如极靴槽内，如图图 3-11 所示。所示。受电枢反应磁势的影响，气隙磁场发生畸变，特别是随负载的增大，受电枢反应磁势的影响，气隙磁场发生畸变，特别是随负载的增大，畸变程度越严重。增加换向片间的电压，会导致换向火花的增大。畸变程度越严

40、重。增加换向片间的电压，会导致换向火花的增大。无论是直流发电机还是电动机，其线圈电流的进出方向应与极靴下对无论是直流发电机还是电动机，其线圈电流的进出方向应与极靴下对应的电枢绕组电流方向相反，如图应的电枢绕组电流方向相反，如图 3-11 所示。若连接极性错误，电所示。若连接极性错误，电枢反应磁势反而增大，换向更加恶化，环火增大。由于电枢反应造成枢反应磁势反而增大，换向更加恶化，环火增大。由于电枢反应造成的畸变加剧，去磁作用更强，电枢电流增加（恒转矩负载情况），电的畸变加剧，去磁作用更强，电枢电流增加（恒转矩负载情况），电机温升增加。机温升增加。上一页 下一页返回3.3 直流电机主磁极绕组、换向

41、绕组、直流电机主磁极绕组、换向绕组、补偿绕组故障分析及处理补偿绕组故障分析及处理若是部分极靴下的补偿绕组进出端接反，将造成各个磁极下的气隙磁若是部分极靴下的补偿绕组进出端接反，将造成各个磁极下的气隙磁场严重不均匀，电磁力矩的分布也失去均衡，电机的振动加剧，噪声场严重不均匀，电磁力矩的分布也失去均衡，电机的振动加剧，噪声增大，还会因电枢绕组内各支路电势差增大，使内部环流增大而加速增大，还会因电枢绕组内各支路电势差增大，使内部环流增大而加速发热。发热。若是将补偿绕组误与主磁极绕组相串联，那就完全失去了与负载变化若是将补偿绕组误与主磁极绕组相串联，那就完全失去了与负载变化同步补偿作用，即换向火花随负

42、载的大小变化而相应变化；由于补偿同步补偿作用，即换向火花随负载的大小变化而相应变化；由于补偿绕组的电流方向固定，当电枢电流反向后，补偿的效果也相反，即造绕组的电流方向固定，当电枢电流反向后，补偿的效果也相反，即造成某一转向时换向火花会减小，而在另一转向下则换向环火增大。成某一转向时换向火花会减小，而在另一转向下则换向环火增大。上一页返回3.4 直流电机运行中的常见故障与处直流电机运行中的常见故障与处理理 3.4.1 自励直流发电机不能建立起端压自励直流发电机不能建立起端压直流发电机是依靠自身的剩磁来完成发电直流发电机是依靠自身的剩磁来完成发电励磁励磁发电的自激过程，发电的自激过程，最后输出额定

43、电压。造成运行后无端压输出的主要原因可从以下几方最后输出额定电压。造成运行后无端压输出的主要原因可从以下几方面考虑。面考虑。1.故障原因故障原因（1）无剩磁。无剩磁。自励直流发电机发不出剩磁电压，故形不成自激过程，所以无法建立自励直流发电机发不出剩磁电压，故形不成自激过程，所以无法建立起端电压；起端电压；（2）自励直流发电机励磁的方向与剩磁方向相反。自励直流发电机励磁的方向与剩磁方向相反。自励直流发电机使励磁变成了退磁、消失，致使发不出电，无电压输自励直流发电机使励磁变成了退磁、消失，致使发不出电，无电压输出；出；（3）励磁回路电阻过大，超过了临界电阻值。励磁回路电阻过大，超过了临界电阻值。下

44、一页返回3.4 直流电机运行中的常见故障与处直流电机运行中的常见故障与处理理2.处理方法处理方法（1）检查励磁电位器，将其电阻值调到最小；检查励磁电位器，将其电阻值调到最小；（2）若有端压建立，就检测剩磁（可用指南针测试）；若有端压建立，就检测剩磁（可用指南针测试）；（3）若有剩磁存在，则改变励磁绕组与电枢的并联端线，若无剩磁，若有剩磁存在，则改变励磁绕组与电枢的并联端线，若无剩磁，则先用直流电源给励磁绕组充磁，再投入运行即可。则先用直流电源给励磁绕组充磁，再投入运行即可。上一页 下一页返回3.4 直流电机运行中的常见故障与处直流电机运行中的常见故障与处理理 3.4.2 直流电动机通电后不能启

45、动直流电动机通电后不能启动1.故障原因故障原因（1）电枢回路断路，无电枢电流，所以无启动转矩，无法启动，故电枢回路断路，无电枢电流，所以无启动转矩，无法启动，故障点多在电枢回路的控制开关、保护电器及电枢线圈与换向极、补偿障点多在电枢回路的控制开关、保护电器及电枢线圈与换向极、补偿磁极的接头处；磁极的接头处；（2）励磁回路断路，励磁电阻过大，励磁线接地，励磁绕组维修后励磁回路断路，励磁电阻过大，励磁线接地，励磁绕组维修后空气隙增大，这些磁场故障会造成缺磁、磁场削弱，故无启动转矩或空气隙增大，这些磁场故障会造成缺磁、磁场削弱，故无启动转矩或启动转矩太小，无法启动；启动转矩太小，无法启动；上一页 下

46、一页返回3.4 直流电机运行中的常见故障与处直流电机运行中的常见故障与处理理（3）启动时的负载转矩过大，启动时的电磁转矩小于静阻转矩；启动时的负载转矩过大，启动时的电磁转矩小于静阻转矩；（4）电枢绕组匝间短路，启动转矩不足；电枢绕组匝间短路，启动转矩不足；（5）电刷严重错位；电刷严重错位；（6）电刷研磨不良，压力过大；电刷研磨不良，压力过大；（7）电动机负荷过重。电动机负荷过重。上一页 下一页返回3.4 直流电机运行中的常见故障与处直流电机运行中的常见故障与处理理2.处理方法处理方法（1）对于电枢断路、励磁回路断路，分别沿两个回路查找断路点，对于电枢断路、励磁回路断路，分别沿两个回路查找断路点

47、，更换故障开关，修复断点；更换故障开关，修复断点；（2）查找短路点，局部修理或更换；查找短路点，局部修理或更换；（3）电枢启动电阻、励磁启动电阻重新调整（电枢电阻调大，励磁电枢启动电阻、励磁启动电阻重新调整（电枢电阻调大，励磁电阻调小）；电阻调小）；（4）调整电刷位置到几何中心线，精细研磨电刷，测试调整电刷压调整电刷位置到几何中心线，精细研磨电刷，测试调整电刷压力到正确值；力到正确值；（5）对于脱焊点应重新焊接；对于脱焊点应重新焊接；（6）若负载过重则应减轻负载启动。若负载过重则应减轻负载启动。上一页 下一页返回3.4 直流电机运行中的常见故障与处直流电机运行中的常见故障与处理理 3.4.3

48、电枢冒烟电枢冒烟电枢冒烟主要由电枢电流过大，电枢绕组绝缘发热损坏所致。电枢冒烟主要由电枢电流过大，电枢绕组绝缘发热损坏所致。1.故障原因故障原因（1）长时期过载运行；长时期过载运行；（2）换向器或电枢短路；换向器或电枢短路；（3）发电机负载超重；发电机负载超重；（4）电动机端压过低；电动机端压过低；（5）电动机直接启动或反向运转频繁；电动机直接启动或反向运转频繁；（6）定、转子铁芯相擦。定、转子铁芯相擦。上一页 下一页返回3.4 直流电机运行中的常见故障与处直流电机运行中的常见故障与处理理2.处理方法处理方法（1）恢复正常负载；恢复正常负载；（2）用毫伏表检测是否短路，是否有金属屑落入换向器或

49、电枢绕组；用毫伏表检测是否短路，是否有金属屑落入换向器或电枢绕组；（3）检查负载线路是否短路；检查负载线路是否短路；（4）恢复电压正常值；避免频繁反复运行；恢复电压正常值；避免频繁反复运行；（5）检查电气隙是否均匀，轴承是否磨损。检查电气隙是否均匀，轴承是否磨损。上一页 下一页返回3.4 直流电机运行中的常见故障与处直流电机运行中的常见故障与处理理 3.4.4 直流电动机温度过高直流电动机温度过高1.故障原因故障原因（1）电源电压过高或过低；电源电压过高或过低；（2）励磁电流过大或过小；励磁电流过大或过小；（3）电枢绕组匝间短路；电枢绕组匝间短路；（4）励磁绕组匝间短路；励磁绕组匝间短路；（5

50、）气隙偏心；气隙偏心；（6）铁芯短路；铁芯短路；（7）定、转子铁芯相擦；定、转子铁芯相擦；（8）通风道不畅，散热不良。通风道不畅，散热不良。上一页 下一页返回3.4 直流电机运行中的常见故障与处直流电机运行中的常见故障与处理理2.处理方法处理方法（1）调整电源电压至标准值；调整电源电压至标准值；（2）查找励磁电流过大或过小的原因，进行相应的处理；查找励磁电流过大或过小的原因，进行相应的处理；（3）查找短路点，局部修复或更换绕组；查找短路点，局部修复或更换绕组；（4）调整气隙；调整气隙；（5）修复或更换铁芯；修复或更换铁芯；（6）校正转轴，更换轴承；校正转轴，更换轴承；（7）疏通风道，改善工作环