直流电机基本原理及检修课件.ppt
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1、 直流电机检修技能培训课件直流电机检修技能培训课件冀东电力检修有限责任公司编写:马爱军课件主要内容课件主要内容一、直流电机的感性认识及概述一、直流电机的感性认识及概述二、直流电机的工作原理二、直流电机的工作原理三、直流电机的结构与分类三、直流电机的结构与分类四、直流电机铭牌数据四、直流电机铭牌数据五、直流电机的检修及工艺标准五、直流电机的检修及工艺标准六、直流电动机的调速六、直流电动机的调速七、直流电机的常见故障七、直流电机的常见故障返回返回直流电动机感性认识(图片)直流电动机感性认识(图片)一、概述一、概述与异步电动机相比,直流电动机的结构复杂,使与异步电动机相比,直流电动机的结构复杂,使用
2、和维护不如异步机方便,而且要使用直流电。用和维护不如异步机方便,而且要使用直流电。直流电机的优点:直流电机的优点:(1)调速性能好)调速性能好:调速范围广,易于平滑调节。调速范围广,易于平滑调节。(2)起动、制动转矩大,易于快速起动、停车。)起动、制动转矩大,易于快速起动、停车。(3)易于控制。)易于控制。应用:应用:(1)轧钢机、电气机车、无轨电车、中大型龙门刨床等)轧钢机、电气机车、无轨电车、中大型龙门刨床等调调 速范围大的大型设备。速范围大的大型设备。(2)用蓄电池做电源的地方,如汽车、拖拉机等。)用蓄电池做电源的地方,如汽车、拖拉机等。(3)家庭:电动缝纫机、电动自行车、电动玩具)家庭
3、:电动缝纫机、电动自行车、电动玩具二、直流电机的工作原理二、直流电机的工作原理(一)直流电动机的基本工作原理(一)直流电动机的基本工作原理 1)直流电动机模型直流电动机模型直流电源直流电源电刷电刷换向器换向器电枢绕组电枢绕组电枢绕组电枢绕组NSIIabcdU+电刷电刷换向片换向片转动方向转动方向磁极磁极二、直流电机的工作原理二、直流电机的工作原理 a.电磁感应定律的应用(左手定则)b.换向器的作用:保证流入的磁极下的电流方向不变(直流 电)c.基本工作原理 通过电刷将直流电源加到电动机换向器上,换向器与电枢线圈相连,电枢中有电流流过,电枢电流受磁场作用力而使得电枢转动。由于电刷和换相器的作用,
4、每一极性下的导体中的电流方向始终不变,产生单方向的电磁转矩,使电枢向一个方向旋转,这就是直流电动机的基本工作原理。2)直流电机的基本工作原理)直流电机的基本工作原理 同一台电机,既可作电动机运行又可作发电机运行的原理,在电机理论中称为可逆原理可逆原理。当原动机以某一转速拖动转子(电枢)旋转,电枢绕组切割磁力线,产生感应电动势,形成感应电流,通过电刷流过负载,实现机械能转换成电能。U+NSEEIa这是输入机械转距这是输出电流这是负载发电机:电枢电流与电枢电压方向相反,输入转距,输出电能发电机:电枢电流与电枢电压方向相反,输入转距,输出电能电动机:电枢电流与电枢电压方向相同,消耗电能,输出转距;电
5、动机:电枢电流与电枢电压方向相同,消耗电能,输出转距;二、直流电机的工作原理二、直流电机的工作原理NS3 3)直流发电机的工作原理图直流发电机的工作原理图NSEE输出输出直流电直流电换向换向原动机原动机感应电动感应电动势、电流势、电流电磁转矩电磁转矩(阻转矩)(阻转矩)做功做功 电磁电磁 关系关系三、直流电机的结构与分类三、直流电机的结构与分类(一)定子定子组成:机座、主磁极、换向极、端盖、轴承、和电刷等。作用:产生磁场、支撑作用。1)主磁极)主磁极组成:由主极铁心、励磁绕组组成、作用:产生工作磁场。机座磁极励磁绕组直流电动机定子结构直流电动机定子结构2)换向极(图中未画出)换向极(图中未画出
6、)组成:由 铁心、绕组组成。换向极绕组与电枢绕组串联。作用:改善电机的换向性能,防止产生电弧火花。3)电刷装置)电刷装置 接通外电路与电枢绕组。和换向器一起将绕组内交流电转换为外部直流电。4)机座)机座 固定与支撑作用,另外也是磁路的一部分。1、结构、结构三、直流电机的结构与分类三、直流电机的结构与分类机座机座磁极磁极励磁励磁绕组绕组直流电动机结构图直流电动机结构图转子转子换向器换向器(二)转子(电枢)转子(电枢)包括电枢铁心、绕组、换向器和转轴等1)电枢铁心电枢铁心:由0.350.5mm厚的硅钢片叠制而成。2)电枢绕组电枢绕组:由绝缘导线绕制的电枢线圈组成3)换向器换向器:由绝缘材料相隔的铜
7、片做成,并固定在轴上。转子转子换向器换向器三、直流电机的结构与分类三、直流电机的结构与分类2、分类、分类(1)根据励磁线圈和转子绕组的联接关系,励磁式的直流电机根据励磁线圈和转子绕组的联接关系,励磁式的直流电机可细分为:可细分为:他励电动机:他励电动机:励磁线圈与转子电枢的电源分开。励磁线圈与转子电枢的电源分开。并励电动机:并励电动机:励磁线圈与转子电枢并联到同一电源上。励磁线圈与转子电枢并联到同一电源上。串励电动机:串励电动机:励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。复励电动机复励电动机:励磁线圈与转子电枢的联接有串有并,接在同一:励磁线圈与转子电枢的联接
8、有串有并,接在同一电源上。电源上。G(2)直流发电机按励磁方式分类直流发电机按励磁方式分类自自励励GIa+Ua他他励励串串励励复复励励并并励励Ia+UIfIGGIfIa+UI+UIfIIaIf+Uf三、直流电机的结构与分类三、直流电机的结构与分类三、直流电机的结构与分三、直流电机的结构与分类类绕组名称1965年1965-1980年1980年后始端末端始端末端始端末端电枢绕组 S1S2S1S2A1A2换向绕组 H1H2H1H2B1B2串联绕组 C1C2C1C2D1D2并励绕组 F1F2B1B2E1E2他励绕组 W1W2T1T2F1F2补偿绕组B1B2BC1BC2C1C23)(3)直流电机绕组线端
9、曾经用过和现在使用的标记代号直流电机绕组线端曾经用过和现在使用的标记代号四、直流电机铭牌数据四、直流电机铭牌数据直流电机的额定数据主要有以下几种。直流电机的额定数据主要有以下几种。1、额定容量(功率)、额定容量(功率)PN(单位:(单位:KW)直流电动机直流电动机 PN=UNINN (输出机械能)(输出机械能)直流发电机直流发电机 PN=UNIN (输出电能)(输出电能)2、额定电压、额定电压UN(单位:(单位:V)在额定情况下,电刷两端输出(发电机)或输入(电动机)的电压。在额定情况下,电刷两端输出(发电机)或输入(电动机)的电压。3、额定电流、额定电流IN(单位:(单位:A)在额定情况下,
10、电刷流入或流出的电流。在额定情况下,电刷流入或流出的电流。4、额定转速、额定转速nN(单位:(单位:r/min)在额定功率、额定电压、额定电流时电机的转速。在额定功率、额定电压、额定电流时电机的转速。5、额定励磁电流、额定励磁电流IfN(单位:(单位:A)6、铭牌上没有的额定值:额定转矩、铭牌上没有的额定值:额定转矩TN、额定效率、额定效率N 其中其中TN=9.55 PN/nN N:在带额定负载运行是,输出机械功率与输入功率之比。:在带额定负载运行是,输出机械功率与输入功率之比。五、直流电机的检修五、直流电机的检修1、直流电机解体与回装、直流电机解体与回装1)直流电机解体前记录机铭牌,将其记录
11、在报告页中。直流电机解体前记录机铭牌,将其记录在报告页中。2)用)用500V摇表测量励磁绕组、电枢绕组对地绝缘电阻值并记录摇表测量励磁绕组、电枢绕组对地绝缘电阻值并记录。3)按拆卸顺序完整、无错地登记电机驱动端)按拆卸顺序完整、无错地登记电机驱动端/非驱动端零部件。非驱动端零部件。4)拆开直流电机轴伸端和非轴伸端的密封检查盖板)拆开直流电机轴伸端和非轴伸端的密封检查盖板。5)用弹簧称测量各个碳刷的工作压力,工作压力应在用弹簧称测量各个碳刷的工作压力,工作压力应在15-25Kpa。松开弹簧,将。松开弹簧,将所有碳刷从刷握中取出所有碳刷从刷握中取出,拆开拆开刷架刷架与与电枢电源电枢电源的连接线并的
12、连接线并做好标记做好标记。6)用)用500V摇表测量绕组对地、电枢绕组对地以及电刷刷架对地的绝缘电阻值摇表测量绕组对地、电枢绕组对地以及电刷刷架对地的绝缘电阻值并记录。并记录。7)拆除直流电机后侧轴承油盖及端盖,拆端盖时要用顶丝顶出或用撬棍。)拆除直流电机后侧轴承油盖及端盖,拆端盖时要用顶丝顶出或用撬棍。8)刷架取出前做好标记,然后将刷架取出放好,注意在取出时防止刷架划伤换)刷架取出前做好标记,然后将刷架取出放好,注意在取出时防止刷架划伤换相器表面;拿出的刷架放置在安全处,防止损坏相器表面;拿出的刷架放置在安全处,防止损坏。9)用合适宽度的青壳纸包住整个换向器表面,并用白纱带绑好,防止后续工作
13、)用合适宽度的青壳纸包住整个换向器表面,并用白纱带绑好,防止后续工作将其表面划伤将其表面划伤。五、直流电机的检修五、直流电机的检修 10)拆除直流电机前侧轴承油盖及端盖。)拆除直流电机前侧轴承油盖及端盖。11)将电机电枢小心地从定子膛中抽出,并摆放到专用托架上;注意在抽取电将电机电枢小心地从定子膛中抽出,并摆放到专用托架上;注意在抽取电枢的过程中,不要刮碰到电枢绕组、换向器及磁极绕组。枢的过程中,不要刮碰到电枢绕组、换向器及磁极绕组。12)电机回装顺序与电机解体顺序相反。电机回装顺序与电机解体顺序相反。五、直流电机的检修五、直流电机的检修2、直流电机维护及检查1)清理电机及各部件灰尘及油污,)
14、清理电机及各部件灰尘及油污,并更换电机轴承并更换电机轴承。2)检查电机定子磁极线圈应固定良好,线圈表面无过热、变色痕迹。以及电机)检查电机定子磁极线圈应固定良好,线圈表面无过热、变色痕迹。以及电机极间连线应连接紧固、无过热痕迹极间连线应连接紧固、无过热痕迹;铁芯应紧固平整,无毛刺、扫膛、位移和;铁芯应紧固平整,无毛刺、扫膛、位移和锈斑等现象;如扫膛或过热部位,可用高速砂轮进行局部打磨,再用锈斑等现象;如扫膛或过热部位,可用高速砂轮进行局部打磨,再用37%39%的硝酸腐蚀,出现片间铁纹(对铁芯过热或扫膛的电机处理后应做铁损试验);的硝酸腐蚀,出现片间铁纹(对铁芯过热或扫膛的电机处理后应做铁损试验
15、);引出线检查。引出线检查。3)检查直流电机转子铁芯应紧固,无松动,无磨损,无锈蚀,各组磁铁连接紧)检查直流电机转子铁芯应紧固,无松动,无磨损,无锈蚀,各组磁铁连接紧密密,平衡块紧固、无松动;电枢绕组端部固定箍应完整牢固、无松动迹象平衡块紧固、无松动;电枢绕组端部固定箍应完整牢固、无松动迹象。4)检查换向器(整流子)表面氧化膜呈均匀的暗褐色,有光泽和透明感,并完)检查换向器(整流子)表面氧化膜呈均匀的暗褐色,有光泽和透明感,并完整、无划痕整、无划痕。5)检查换向器片间绝缘均应处于良好状态,片间云母无凸出铜换向片的现象,)检查换向器片间绝缘均应处于良好状态,片间云母无凸出铜换向片的现象,磨损不应
16、超过磨损不应超过0.5mm,否则应车光,并对片间云母绝缘进行拉槽处理;片间云,否则应车光,并对片间云母绝缘进行拉槽处理;片间云母要求低于换向片母要求低于换向片1.0-1.5mm。注:整流子表面氧化层不可打磨,如有严重烧伤注:整流子表面氧化层不可打磨,如有严重烧伤查明原因后方可打磨查明原因后方可打磨。6)测量各整流子片间直流电阻值,并记录。注意片间电阻值的互差应小于)测量各整流子片间直流电阻值,并记录。注意片间电阻值的互差应小于2%(公式为大值减小值,再除以小值公式为大值减小值,再除以小值)。)。五、直流电机的检修五、直流电机的检修7)用外径千分尺测量换向器的直径,并将记录结果用外径千分尺测量换
17、向器的直径,并将记录结果。换向器不圆度公差表换向器线速度(换向器线速度(mm/s)冷态偏摆(冷态偏摆(mm)热态偏摆(热态偏摆(mm)大于大于400.030.0515-400.040.06小于小于150.050.10五、直流电机的检修五、直流电机的检修8)检查直流电机碳刷高度,要求大于)检查直流电机碳刷高度,要求大于12毫米;否则,应更换同型号的新碳刷毫米;否则,应更换同型号的新碳刷 9)目视检查各个碳刷镜面,应光亮、光滑、无划痕、无镀铜现象,并且各个)目视检查各个碳刷镜面,应光亮、光滑、无划痕、无镀铜现象,并且各个碳刷磨损程度较一致。检查刷握内壁应光洁、无斑点,必要时,用竹叶锉外碳刷磨损程度
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