直流電機調速器的工作原理，直流電機故障及排除、檢修

作者：佚名文章來源：網絡整理點擊數：更新時間：2024/3/20

一、什么是直流調速器?

直流調速器就是調節直流電動機速度的設備, 由于直流電動機具有低轉速大力矩的特點,是交流電動機無法取代的, 因此調節直流電動機速度的設備—直流調速器,具有廣闊的應用天地。

二、什么場合下要選擇使用直流調速器?


下列場合需要使用直流調速器:

1．需要較寬的調速范圍。

2. 需要較快的動態響應過程。

3. 加、減速時需要自動平滑的過渡過程。

4. 需要低速運轉時力矩大。

5. 需要較好的挖土機特性，能將過載電流自動限止在設定電流上。

以上五點也是直流調速器的應用特點。


三、直流調速器應用:

直流調速器在數控機床、造紙印刷、紡織印染、光纜線纜設備、包裝機械、電工機械、食品加工機械、橡
膠機械、生物設備、印制電路板設備、實驗設備、焊接切割、輕工機械、物流輸送設備、機車車輛、醫設
備、通訊設備、雷達設備、衛星地面接受系統等行業廣泛應用。

四、直流調速器工作原理簡單介紹：

直流調速器就是調節直流電動機速度的設備，上端和交流電源連接，下端和直流電動機連接，直流調速器
將交流電轉化成兩路輸出直流電源，一路輸入給直流電機礪磁定子），
一路輸入給直流電機電樞（轉子），直流調速器通過控制電樞直流電壓來調節直流電動機轉速。同時直流電動機給調速器一個反饋電流，調速
器根據反饋電流來判斷直流電機的轉速情況，必要時修正電樞電壓輸出，以此來再次調節電機的轉速。

五、直流電機的調速方案一般有下列
3種方式：
1、改變電樞電壓；
2、改變激磁繞組電壓；
3、改變電樞回路電阻。

最常用的是調壓調速系統，即
1（改變電樞電壓）.

六、一種模塊式直流電機調速器，集電源、控制、驅動電路于一體，采用立體結構布局，控制電路采用微
功耗元件，用光電耦合器實現電流、電壓的隔離變換，電路的比例常數、積分常數和微分常數用PID適配器調整。該調速器體積小、重量輕，可單獨使用也可直接安裝在直流電機上構成一體化直流調速電機，可
具有調速器所應有的一切功能。

直流電機故障及排除、檢修

常見故障排除

直流電動機的常見故障及排除

直流電動機的常見故障及排除見表4.1

表4.1

故障現象	可能原因	排除方法
不能起動	①電源無電壓 ②勵磁回路斷卉 ③電刷回路斷開 ④有電源但電動機不能轉動	①檢查電源及熔斷器 ②檢查勵磁繞組及起動器 ③檢查電樞繞組及電刷換向器接觸情況 ④負載過重或電樞被卡死或起動設備不合要求，應分別進行檢查
轉速不正常	①轉速過高 ②轉速過低	①檢查電源電壓是否過高！主磁場是否過弱，電動機負載是否過輕 ②檢查電樞繞組是否有斷路、短路、接地等故障；檢查電刷壓力及電刷位置；檢查電源電壓是否過低及負載是否過重；檢查勵磁繞組回路是否正常
電刷火花過大	①電刷不在中性線上 ②電刷壓力不當或與換向器接觸不良或電刷磨損或電刷牌號不對 ③換向器表面不光滑或云母片凸出 ④電動機過載或電源電壓過高 ⑤電樞繞組或磁極繞組或換向極繞組故障 ⑥轉子動平衡未校正好	①調整刷桿位置 ②調整電刷壓力、研磨電刷與換向器接觸面、淘換電刷 ③研磨換向器表面、下刻云母槽 ④降低電動機負載及電源電壓 ⑤分別檢查原因 ⑥重新校正轉子動平衡
過熱或冒煙	①電動機長期過載 ②電源電壓過高或過低 ③電樞、磁極、換向極繞組故障 ④起動或正、反轉過于頻繁	①更換功率較大的電動機 ②檢查電源電壓 ③分別檢查原因 ④避免不必要的正、反轉
機座帶電	①各繞組絕緣電阻太低 ②出線端與機座相接觸 ③各繞組絕緣損壞造成對地短路	①烘干或重新浸漆 ②修復出線端絕緣 ③修復絕緣損壞處

故障檢修

電樞繞組接地故障

這是直流電動機繞組最常見的故障。電樞繞組接地故障一般常發生在槽口處和槽內底部，對其的判定可采用絕緣電阻表法或校驗燈法，用絕緣電阻表測量電樞繞組對機座的絕緣電阻時，如阻值為零則說明電樞繞組接地；或者用圖所示的毫伏表法進行判定，將36V低壓電源通過額定電壓為36V的低壓照明燈后，連接到換向器片上及轉軸一端，若燈泡發亮，則說明電樞繞組存在接地故障。具體到是哪個糟的繞組元件接地，則可用圖所示的毫伏表法進行判定。將6～12V低壓直流電源的兩端分別接到相隔K/2或K/4的兩換向片上（K為換向片數），然后用毫伏表的一支表筆觸及電動機軸，另一支表筆觸在換向片上，依次測量每個換向片與電動機軸之間的電壓值。若被測換向片與電動機軸之間有一定電壓數值（即毫伏表有讀數），則說明該換向片所連接的繞組元件未接地；相反，若讀數為零，則說明該換向片所連接的繞組元件接地。最后，還要判明究竟是繞組元件接地還是與之相連接的換向片接地，還應將該繞組元件的端都從換向片上取下來，再分別測試加以確定。

電樞繞組接地點找出來后，可以根據繞組元件接地的部位，采取適當的修理方法。若接地點在元件引出線與換向片連接的部位，或者在電樞鐵心槽的外部槽口處，則只需在接地部位的導線與鐵心之間重新進行絕緣處理就可以了。若接地點在鐵心槽內，一般需要更換電樞繞組。如果只有一個繞組元件在鐵心槽內發生接地，而且電動機又急需使用時，可采用應急處理方法，即將該元件所連接的兩換向片之間用短接線將該接地元件短接，此時電動機仍可繼續使用，但是電流及火花將會有所加大。

電樞繞組短路

若電樞繞組嚴重短路，會將電動機燒壞。若只有個別線圈發生短路時，電動機仍能運轉，只是使換向器表面火花變大，電樞繞組發熱嚴重，若不及時發現并加以排除，則最終也將導致電動機燒毀。因此，當電樞繞組出現短路故障時，就必須及時予以排除。

電樞繞組短路故障主要發生在同槽繞組元件的匝間短路及上下層繞組元件之間的短路，查找短路的常用方法有：

①短路測試器法與前面查找三相異步電動機定子繞組匝問短路的方法一樣，將短路測試器接通交流電源后，置于電樞鐵心的某一槽上，將斷鋸條在其他各槽口上面平行移動，當出現較大幅度的振動時，則該槽內的繞組元件存在短路故障。

②毫伏表法如圖所示，將6.3V交流電壓（用直流電壓也可以）加在相隔K/2或K/4兩換向片上，用毫伏表的兩支表筆依次接觸到換向器的相鄰兩換向片上，檢測換向器的片間電壓。在檢測過程中，若發現毫伏表的讀數突然變小，例如，圖中4與5兩換向片間的測試讀數突然變小，則說明與該兩換向片相連的電樞繞組元件有匝問短路。若在檢測過程中，各換向片問電壓相等，則說明沒有短路故障。

電樞繞組短路故障可按不同情況分別加以處理，若繞組只有個別地方短路，且短路點較為明顯，則可將短路導線拆開后在其間墊入絕緣材料并涂以絕緣漆，待烘干后即可使用。若短路點難以找到，而電動機又急需使用時，則可用前面所述的短接法將短路元件所連接的兩換向片短接即可。如短路故障較嚴重，則需局部或全部更換電樞繞組。

電樞繞組斷路

這也是直流電動機常見故障之一。實踐經驗表明，電樞繞組斷路點一般發生在繞組元件引出線與換向片的焊接處。造成的原因有：一是焊接質量不好，二是電動機過載、電流過大造成脫焊。這種斷路點一般較容易發現，只要仔細觀察換向器升高片處的焊點情況，再用螺釘旋具或鑷子撥動各焊接點，即可發現。

若斷路點發生在電樞鐵心槽內部，或者不易發現的部位，則可用圖所示的方法來判定。將6～12Ⅴ的直流電源連接到換向器上相距K/2或K/4的兩換向片上，用筆伏表測量各相鄰兩換向片間的電壓，并逐步依次進行測E。有斷路的繞組所連接的兩換向片（如圖中的4、5兩換向片）被毫伏表跨按時，有讀數指示，而且指針發生劇烈跳動。若毫伏表跨接在完好的繞組所連接的兩換向片上時，指針將無讀數指示。

電樞繞組斷路點若發生在繞組元件與換向片的焊接處，只要重新焊接好即可使用。若斷路點不在槽內，則可以先焊接短線，再進行絕緣處理即可。如果斷路點發生在鐵心槽內，且斷路點只有一處，則將該繞組元件所連接的兩換向片短接后，也可繼續使用；若斷路點較多，則必須更換電樞繞組。

換向器故障的檢修

片間短路故障

按下圖所示方法進行檢測，如判定為換向器片間短路時，可先仔細觀察發生短路的換向片表面的具體狀況，一般均是由于電刷炭粉在槽口將換向片短路或是由于火花燒灼所致。

可用圖所示的拉槽工具刮去造成片問短路的金屬屑末及電刷粉末即可。若用上述方法仍不能消除片間短路，即可確定短路發生在換向器內部，一般需要更換新的換向器。

換向器接地故障

接地故障一般發生在前端的云母環上，該環有一部分裸露在外面，由于灰塵、油污和其他雜物的堆積，很容易造成接地故障。當接地故障發生時，這部分的云母環大都已燒損，而且查找起來也比較容易。修理時，一般只要把擊穿燒壞處的污物清除干凈，并用蟲膠漆和云母材料填補燒壞之處，再用可塑云母板覆蓋l～2層即可。

云母片凸出

由于換向器上換向片的磨損比云母片要快，因此直流電動機使用較長一段時間后，有可能出現云母片凸起。在對其進行修理時，可用拉槽工具，把凸出的云母片刮削到比換向片約低lmm即可。

電刷中性線位置的確定及電刷的研磨

確定電刷中性線的位置

常用的是感應法，如圖4.6所示，勵磁繞組通過開關接到l.5～3V的直流電源上，毫伏表連接到相鄰兩組電刷上（電刷與換向器的接觸一定要良好）。當斷開或閉合開關時（即交替接通和斷開勵磁繞組的電流），毫伏表的指針會左右擺動，這時將電刷架順電動機轉向或逆電動機轉向緩慢移動，直到毫伏表指針幾乎不動為止，此時刷架的位置就是中性線所在的位置。

電刷的研磨

電刷與換向器表面接觸面積的大小將直接影響到電刷下火花的等級，對新更換的電刷必須進行研磨，以保證其接觸面積在80%以上。研磨電刷的接觸面時，—般采用0號砂布，砂布的寬度等于換向器的長度，砂布應能將整個換向器表面包住，再用橡皮膠布或膠帶將砂布固定在換向器上，如圖4.7所示，將待研磨的電刷放入刷握內，然后按電動機旋轉的方向轉動電樞，即可進行研磨。

隨著科學技術不斷發展，電動機及控制設備的技術性能也日益完善。在工作中如何正確的使用和掌握其性能，還需要我們在實際工作中不斷積累經驗，判斷電動機及控制設備存在的問題與故障處理，找出故障原因并加以分析，及時采取對策，以保證電動機及傳動設備的正常運行。通過本課題的研究，使我維修直流電動機的能力得到了鍛煉和提高。以后我會不斷努力的學習，使我在以后的工作中能夠得到有效的應用。

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