直流電機最常見的故障

直流電機的電刷火花。

電刷起弧可能由多種原因引起，需要維修人員密切監視滑動接觸系統和電刷裝置。這些原因主要是機械（機械電弧）和電磁（電磁弧）。

產生火花的機械原因與負載無關。可以通過增加或減少電刷壓力並在可能的情況下降低圓周速度來減少電刷電弧。

伴隨著機械火花，綠色的火花遍布了整個刷子的寬度，燃燒著 集電極 不自然，無序。電刷產生機械火花的原因是：局部或全面跳動、集電體滑動面劃傷、划痕、雲母突出、集電體凹槽不良（切割集電板之間的雲母）、電刷安裝過緊或鬆動在電刷架中，夾具的彈性會導致電刷振動、機器振動等。

電刷火花的電磁原因更難識別。由電磁現象引起的火花與負載成比例變化，與速度的關係很小。

電磁火花通常為藍白色。火花呈球形或滴狀。集電板的燃燒是自然的，由此可以確定產生火花的原因。

如果繞組和均衡器發生短路，焊斷或直接斷路，則電刷下火花不均勻，燒焦的極板沿集電體一極間距分佈。

如果一極夾子下的電刷比其他極夾子下的電刷火花多，這意味著個別主極或附加極的繞組發生旋轉或短路；畫筆位置不正確或寬度較寬。

此外，在 DC 機器中還可以觀察到其他違規行為：

• 電刷十字頭偏離空檔會導致電刷和集電器產生火花和發熱；

• 集熱器滑動面變形引起電刷振動和火花；

• 磁場的不對稱導致無功 EMF 閾值降低，削弱機器的開關能力，進而導致電刷產生火花。如果嚴格遵守主磁極和輔助磁極的接線片之間的正確圓間距並保持磁極下計算的間隙，則機器的磁場是對稱的。

對於大型機器，電磁迴路的調整採用無火花區法進行。

增加直流電機的發熱。

在直流電機中，有幾個熱源可以加熱其所有元件。

增加絕緣加熱的概念包括通過電工行業接受的絕緣耐熱等級的允許極限。

在我國電氣工程廠的實踐中，引入了一種規則，即通過將工作溫度設為低於所用絕緣的等級來為絕緣的耐熱性留出一定的餘量。現在大多數機器都採用F級耐熱製造絕緣;這意味著繞組的允許溫升必須與 B 級相同，即大約 80°C。由於高溫導致滾筒機器繞組的絕緣意外損壞，因此引入了此規則。

直流電機過熱可能由多種原因引起。

當機器過載時，由於電樞繞組、附加極、補償繞組和勵磁繞組產生的熱量，一般會發生過熱。大型機器上的負載由電流表監控，繞組的加熱由連接到安裝在機器各種隔離元件（電樞繞組、附加極、補償繞組、勵磁繞組）中的傳感器的設備控制。對於在惡劣條件下運行的特別關鍵的大缸發動機，在操作員的控制室和機艙中顯示信號，警告機器溫度已升至極限值。

過熱可能是由安裝機器的房間的高溫引起的。這可能是由於機房通風不當造成的。所有空氣管道必須易於維修、清潔和運輸。必須通過將篩子拉過礦物油來系統地清潔過濾器。

空氣冷卻器有時會被阻礙水流的微生物堵塞。定期對空氣冷卻器進行反沖洗。

進入機器的污垢（灰塵）會導致發熱。因此，對電動機進行的研究表明，落在繞組上的一層 0.9 毫米厚的煤塵會導致溫度升高 10°C。

繞組、活性鋼通風管道和機器外殼的堵塞是不可接受的，因為這會產生隔熱並刺激溫度升高。

直流電機電樞繞組過熱。

最大量的熱量可以在電樞中釋放。原因可能不同。

整個機器（包括電樞）過載都會升溫。如果機器在低速下工作，但做成自通風，通風條件變差，電樞會過熱。

收集器作為固定裝置的組成部分，將有助於預熱機器。在以下情況下，集熱器溫度會顯著升高：

• 機器以最大功率持續運行；

• 錯誤選擇的刷子（堅硬，摩擦係數高）；

• 在安裝電機的機艙內，空氣濕度很低。在這種情況下，電刷的摩擦係數增加，電刷加速並加熱收集器。

在機房內保持足夠的空氣濕度的要求取決於確保刷子和收集器的滑動表面之間存在濕膜作為潤滑元件的需要。

不均勻的氣隙可能是電樞繞組過熱的原因之一。由於電樞繞組部分的氣隙不均勻，會感應出電動勢，結果在繞組中產生均衡電流。由於間隙的顯著不均勻性，它們導致線圈發熱和電刷裝置產生火花。

如前所述，直流電機的磁場會發生畸變，這是由於磁極下方的氣隙不均勻，以及當主極和輔助極的繞組錯誤接通時，線圈中的電路旋轉主極，這會導致均衡電流，這會導致線圈發熱，並且一極的電刷火花比另一極強。

在電樞繞組中出現自旋迴路的情況下，機器不能長時間工作，因為由於過熱，短路部分和活性鋼可能會在自旋迴路發展的中心燒壞。

電樞繞組的污染會使其絕緣，影響繞組的散熱，從而導致過熱。

發電機退磁和磁化反轉。並勵直流發電機在安裝後首次啟動前可以進行消磁。如果電刷在電樞旋轉方向上偏離中性，則運行中的發電機將被消磁。這減少了由平行勵磁線圈產生的磁通量。

當啟動機器時，當電樞磁通量反轉主磁極的磁化並改變其極性時，可能會退磁，然後反轉並聯勵磁發電機的磁化。勵磁線圈。當發電機在啟動時連接到電源時會發生這種情況。

發電機的剩磁和極性通過從外部減壓源磁化勵磁線圈來恢復。

啟動發動機時，其速度過度增加。直流電機引起轉速過高的主要故障有以下幾種：

• 混合勵磁——並聯和串聯勵磁繞組反向連接。在這種情況下，當啟動電動機時，產生的磁通量很小。在這種情況下，速度會急劇增加，引擎可能會切換到“不同”。必須協調並聯和串聯繞組的包含；

• 混合激勵——電刷從中性轉向旋轉。這作用於電機的退磁，磁通減弱，轉速增加。刷子應設置為中性；

• 串聯勵磁——允許電動機空載啟動。發動機將失去速度；

• 在並聯繞組中，轉動電路——發動機轉速增加。勵磁繞組彼此靠近的匝數越多，電動機勵磁系統中的磁通量就越小。封閉的線圈必須重繞和更換。

例如，其他故障也是可能的。

電刷在發動機旋轉方向上偏離中性。機器被磁化，即磁場增加，發動機轉速降低。橫梁應設置為中性。

開路或短路電樞繞組。電機速度急劇降低或電樞根本不轉動。刷子閃閃發光。必須記住，如果繞組出現斷路，經過兩極劃分後集電板就會燒壞。這是由於當繞組有一處斷路時，斷路時電刷下的電壓和電流成倍增加。如果旁邊有兩處斷路，電刷下的電壓和電流成三倍等，這樣的機器必須立即停機維修，否則會損壞集電極。

當勵磁線圈中的磁通量減弱時，電機會“晃動”。電機安靜地工作到一定速度，然後由於勵磁線圈中的磁場減弱而導致速度增加（在護照數據內）時，電機開始強烈“泵送”，即出現強烈波動電流和速度。在這種情況下，可能會出現以下幾種故障之一：

• 刷子從中性偏移到旋轉方向。如上所述，這增加了電樞的旋轉速度。勵磁線圈減弱的磁通量受到電樞反應的影響，在這種情況下，磁通量先增加，然後減弱，因此電樞的旋轉頻率在“擺動”模式下發生變化；

• 混勵時，串聯繞組反並聯導通，電機磁通減弱，轉速高，電樞進入“擺動”狀態。

對於 5000 kW 機器，主柱與出廠形狀的間隙已從 7 毫米更改為 4.5 毫米。使用的最大速度是標稱值的 75%。然後，幾年後，旋轉頻率增加到標稱值的 90-95%，結果電樞開始在電流和電流方面強烈“擺動”旋轉頻率。

根據形狀，僅通過恢復主支柱下方的氣隙從 4.5 毫米到 7 毫米，就可以恢復大型機器的正常位置。任何機器，尤其是大型機器，都不應“搖擺”。