直流电动机故障诊断及保养

直流电动机具有优良的启动和调速性能，且启动 转矩大，能实现频繁的快速启动、反转和制动，能在较 宽范围内进行平滑的无级调速。因此，凡要求在宽广 范围无级调速，或者要求较大的启动转矩的机械都采 用直流电动机作为动力。小容量的直流电动机广泛地 用于自动控制系统中。直流电动机维护工作量大，故 障率高。电动机的很多故障都由电刷和换向器这两个 部件引起。下面结合工作实际分析这两个部件的故障 原因及在运行保养中应采取的措施。 ### 直流电动机故障诊断及保养 #### 一、直流电动机的特点及应用 直流电动机因其良好的启动性能和调速性能，在工业自动化领域有着广泛的应用。它能够提供较大的启动转矩，支持频繁的快速启动、反转以及制动，并且能够在较宽的范围内实现平滑的无级调速。这些特性使得直流电动机成为了许多需要高启动转矩或宽范围无级调速机械设备的理想选择。例如，在需要精密控制速度的场合，如自动控制系统中，小容量的直流电动机被广泛应用。 #### 二、直流电动机的主要故障部件 虽然直流电动机拥有诸多优点，但它也存在一些固有的问题，尤其是电刷和换向器这两个关键部件容易引发故障。换向器的作用是在电动机旋转时改变电流的方向，从而保持磁场方向不变；电刷则负责将外部电源与换向器连接，使电流能够流入电动机内部。这两个部件的工作状态直接影响到电动机的性能和寿命。 #### 三、故障实例分析 **例1：数控磨床主轴电动机换向器故障** - **故障现象**：数控磨床的主轴电动机为带测速反馈的永磁直流电动机，但在调整主轴速度时无法达到高速状态。 - **故障诊断**： - 首先检查了速度调节电位器，其阻值变化正常。 - 测量电枢电压，发现电压无法达到满载状态（110V），仅在0～38V之间变化。 - 检查主轴驱动器，未发现异常，且模拟驱动器输出电压可达到110V。 - 断开测速反馈，发现电动机速度依然无法提高，因此排除电位器、驱动器及测速反馈故障。 - 检查电动机，发现其温度较高且转动时伴有轻微振动。 - **故障原因**：进一步检查发现电刷较短且表面粗糙，换向器表面存在条状环纹且表面发黑，部分换向器片间存在短路现象。 - **解决方案**： - 使用砂纸研磨换向器表面，使其变得光滑，并用清洁的压缩空气吹净换向器。 - 使用酒精擦拭换向器表面。 - 更换新的电刷。 - 测试电动机后，发现速度调节恢复正常，电枢电压可以在0～110V之间平滑调速。 #### 四、换向器和电刷的保养措施 1. **定期清理**：定期清理换向器表面和刷握内的碳粉，避免因碳粉积累导致散热不良或换向片短路。 2. **监测电刷状态**：定期检查电刷的长度和表面状况，确保电刷与换向器之间有足够的接触压力。 3. **检查换向器表面**：观察换向器表面是否有条纹、磨损或发黑等情况，如有必要进行打磨处理。 4. **更换电刷**：当电刷长度不足以保证良好的接触时，应及时更换新的电刷，避免电刷过短导致的压力不足。 5. **监测运行状态**：在电动机运行过程中，应留意是否有异常火花产生，如有异常火花应及时查找原因并处理。 6. **建立保养计划**：根据电动机的具体使用情况制定合理的保养计划，包括定期检查、清理和更换部件等。 通过对换向器和电刷的定期保养，可以显著降低直流电动机的故障率，延长其使用寿命。此外，及时发现并处理潜在的问题也能避免更严重的设备损坏。在实际操作中，还应注意遵循制造商提供的具体保养指南，以确保电动机的最佳运行状态。