直流电动机换向故障的原因及处理方法

一、换向火花产生的原因
    换向火花产生的原因，可以分为机械性原因和电磁性原因两大类，此外，还有电刷和其
他因素。
1．机械性原因
    主要是换向器、转子和电刷装置等方面的缺陷，如换向器偏心、换向片间的云母绝缘突起、
转子平衡不良、电刷在刷盒中松动、电刷压力不适当以及电刷表面粗糙等，都可能导致电刷
与换向器接触不良或发生振动而产生火花。也有由于各个刷杆之间、或磁极之间距离不相等，
使换向元件受到主极磁场的作用而引起火花。
2．电磁性原因
    根据换向电磁原理，换向火花产生的原因是电刷的前、后边电流密度分布不均匀，或电刷
与换向片分离时，换向元件内短路电流并不为零，元件内的电磁能将以火花形式释放，于
是后刷边产生火花。再之，在换向元件中不可避免的会产生电抗电势

 ex；另外当换向元件

切割交轴电枢反应磁通时，还会产生旋转电势

 ev。ex 与 ev 都是阻止电流变化的，这 2 个电

势都使换向恶化。为了改善电动机换向，在直流电动机中普遍采用了换向极绕组，大型电动
机和高速电动机还装有补偿绕组。这两种绕组的目的就是建立

 1 个磁场，使其在换向元件中

产生

 1 个换向电势 ek 其方向与 ex、ev 电势方向相反，使它们相互抵消，以达到改善换向的

目的，即

 ek=ex+ev。当 ek>（ex+ev）时，电动机加速换向，即超前换向，导致电刷与换向

片开始接触的瞬间电流较大，使前刷边因电流密度过大而产生火花。当

 ek<（ex+ev）时，

换向极磁通过弱，产生延迟换向，其常见的原因有如下几种：
    (1)电刷位置不在中性线上。
    (2)换向极磁通过强或过弱。
    (3)换向极磁路饱和。
    (4)电气故障方面：

①换向极或主极绕组极性接反。②电枢绕组元件或升高片之间短路。电

枢绕组元件或升高片之间短路，其后果是一样的。由于短路元件存在，使各支路的电流产生
严重的不平衡，使某些电刷的电流密度过大而产生换向火花。

③升高片、并头套开焊。绕组元

件或均压线与升高片、并头套焊接不良，或在运行中开焊，都会使支路电流不平衡而引起换
向火花。
3．电刷及其他原因
    (1)电刷选用不当。
    (2)电刷过窄或过宽。
    (3)负载及工作条件方面的原因：例如电动机过载、堵转，都使电动机处于过负荷状态。过
负荷可能使换向极饱和，或超出无火花换向区域范围，产生换向火花。空气中湿度过低、具
有破坏氧化膜的气体（如酸性气体）或空气中含有尘埃，都会使氧化膜不能很好形成，均
破坏电刷的滑动接触，产生换向火花。
2、换向不良的处理
    直流电动机的换向故障与许多因素有关，这些因素又是相互影响的，现分为机械性原因
和电磁性原因造成的火花的处理。
1．机械性火花的处理和调整