解决直流电机换向火花三例
直流电机换向火花的检测与调整
Ｋｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｄ ． Ｃ ．Ｍｏ ｔ ｏ ｒ ； ｃ ｏ ｍ ｍ ｕ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｐ ｒｋ ａ ；ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ； ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ
换 向火 花是 电机运行时 ， 电刷与换 向器之 间的电弧放 电
于 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， 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 避免地产生 电抗 电势 ｅ ， ； 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 ｅ 。 。ｅ 和 ｅ 。 都 是 阻止 电流变 化
Ｂ ａ ｓ ｉ ｃ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ Ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ａｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ
Ｄ． Ｃ．Ｍ ｏ ｔ ｏ ｒ Ｃｏ ｍ ｍｕ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｐ ａ ｒ ｋ
ＧＡＯ Ｈａ ｉ — ｂ ｏ ，Ｃ ＨＥ ＮＧ Ｔ ａ ｏ ，Ｚ ＨＯＵ Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ — ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ，
（ １ ． 重庆地 区军代 室 ， 重庆 ４ ０ ０ ０ ５ ０ ； ２ ．４ ９ ７厂军代室 ， 重庆 ３ ２ １ ０ １ ７ ） ４ ０ ０ ０ ７ １ ； ３ ． 虎溪 电机 厂 ， 重庆
摘要 ： 分析 了直流电机换 向火花产生 的主要原 因 ， 提 出 了如 何对 电磁部 分和机 械部分 引起 的火花进 行检测 ， 通 过检 测得到正确判 断 ， 进行恰 当地调 整 ， 使 电机运行 状况得到改善 。 关键词 ： 直流电机 ； 换 向火花 ； 检测 ； 调整 中图分类号 ： Ｔ Ｍ ３ ０ ７ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ６一 ｏ ７ ０ ７ 【 ２ ０ １ ３ ） ０ ９— ０ １ ０ ９— ０ ３
直流电机换向火花问题的探讨
直流电机换向火花问题的探讨作者：姚道文来源：《中国科技博览》2015年第31期[摘要]直流电机在带负载高速运行时，换向器与电刷之间容易产生火花，给电机带来很大的伤害，对火花的控制直接影响着电机的使用寿命。
本文通过分析产生火花的原因对火花进行有效的控制。
[关键词]直流电机火花换向器电刷中图分类号：TD522 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）31-0009-011、前言湘钢高线厂二线始建于1958年，经历了2000年的一火成材改造，现场主要的轧机基本都是由直流电机驱动（精轧机除外），包括开坯、粗中轧、预精轧以及辅传等，功率从几十千瓦到数千千瓦不等，大面积使用直流电机，主要是由于直流电机具有它自身得天独厚的优势：1）调速范围广，易于平滑调速；2）控制简单，可靠性高；3）启动、制动和过载转距大。
但其主要的问题是换向问题，它限制了直流电机的极限容量，加上直流电机体积大，维护难度大。
随着近年来可控硅整流技术的日趋完善，直流电机在很多场合仍然具有交流电机不可替代的作用。
2、直流电机的换向及火花等级直流电机换向器的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。
换向器是为了让电机往同一个方向旋转，不然电机会来回转动，而不能连续不断的一周一周地旋转。
换向问题很复杂，换向不良会在电刷和换向片之间产生火花。
当火花大到一定程度，有可能损坏电刷和换向器表面，使电机不能正常工作。
但直流电机运行时，并不是一点火花也不许出现。
直流电机的换向电刷火花的等级分类见表1。
3、换向火花产生的原因换向火花产生的原因有很多，由于在换向过程中伴随着有电化学、电热等因素，所以换向问题相当复杂，此次我们主要从已经掌握相对熟悉的方面进行分析，主要包括电磁原因和机械原因两大方面进行讨论、研究。
3.1、电磁方面的原因换向器在换向过程中，电流的变化会使换向器本身产生自感电动势，阻碍换向的进行。
关于直流电机环火事故预防及处理
关于直流电机环火事故预防及处理作者：芶大斌来源：《价值工程》2012年第34期摘要：某发电企业曾发生过发电机励磁机环火的事故，本文阐述了直流电机环火事故的预防和解决直流电机环火事故的措施。
Abstract： A power generation companies have occurred in the generator exciter ring of fire accidents， This paper describes the measures of the ring of fire prevention of accidents of the DC motor and DC motor ring of fire accident.关键词：直流电机；环火；事故；预防Key words： DC motor；ring of fire；accident；prevention中图分类号：TM32 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）34-0036-020 引言在发电企业中，有许多直流电动机驱动设备，对于发电机的励磁机也属于直流电动机特殊的一种，往往在正常运行中，受工况及各方面影响，在直流电机运行中因片间累计击穿，换向严重恶化，或特别恶劣的负载条件，出现正负极性刷架之间电弧飞越，环绕换向器表面出现一圈强烈的电弧，并伴随着强烈的弧光和巨响，产生环火事故。
云南某小火电企业，装机容量为2*25MW，属于中外合资股份企业，1997年建成投入运行。
在近期间，1#发电机组正常运行，机组负荷25MW，先在励磁机的电枢与碳刷之间产生间隙性火花，后演变成条状拉弧火花，最后形成极间火花环火短路，发电机组无功消失，从系统吸收无功，有功下降，机组声音异常，励磁机冒烟，现场值班人员紧急打跳机组，切除发电机油开关，1#汽轮发电机组紧急退出运行。
事故后检查励磁机电枢表面已烧黑，电枢绕组受到高温火花灼伤形成小孔装绝缘击穿，后电气分场对设备进行了仔细检查，并进行了原因分析。
直流电机的换向问题和换向极绕组
直流电机的换向问题和换向极绕组通过对直流电机电枢绕组的分析知道，当电枢旋转时，组成电枢绕组的每条支路里所含元件数目是不变的，但组成每条支路的元件都在依次循环地更换。
一条支路中的某个元件在经过电刷后就成为另一条支路的元件，并且在电刷的两侧，元件中的电流方向是相反的，因此直流电机在工作时，绕组元件连续不断地从一条支路退出而进入相邻的支路。
在元件从一条支路转入另一条支路这个过程中，元件中的电流就要转变方向，这就是所谓直流电机的换向问题。
换向问题是换向器电机的一个特地问题，假如换向不良，将会在电刷与换向片之间产生有害的火花。
当火花超过肯定程度，就会烧坏电刷和换向器表面，使电机不能正常工作。
此外，电刷下的火花也是一个电磁波的来源，对四周无线电通讯有干扰。
国家对电机换向时产生的火花等级及相应的允许运行状态有肯定的规定。
读者可参阅我国有关国家技术标准。
产生火花的缘由是多方面的，除电磁缘由外，还有机械的缘由，换向过程中还伴随有电化学、电热等因素，它们相互交织在一起，所以相当简单，至今还没有完全把握其各种现象的物理实质，尚无完整的理论分析。
就电磁理论方面看，换向元件在换向过程中，电流的变化必定会在换向元件中产生自感电动势。
此外，因电刷宽度通常为2~3片换向片宽，同时换向的元件就不止一个，换向元件与换向元件之间会有互感电动势产生。
自感电动势和互感电动势的合成称为电抗电动势。
依据楞次定律，电抗电动势的作用是阻挡电流变化的，即阻碍换向的进行。
另外电枢磁场的存在，使得处在几何中性线上的换向元件中产生一种切割电动势，称为电枢反应电动势。
依据右手定则，电枢反应电动势也起着阻碍换向的作用。
因此，换向元件中消失延迟换向的现象，造成换向元件离开一个支路最终瞬间尚有较大的电磁能量，这部分能量以弧光放电的方式转化为热能，散失在空气中，因而在电刷与换向片之间消失火花。
从产生火花的电磁缘由动身，要有效地改善换向，就必需减小、甚至抵削换向元件中的电抗电动势和电枢反应电动势。
解决电动车直流电机换向问题的操作规程
解决电动车直流电机换向问题的操作规程
电动车直流电机换向问题是电动车维修中比较常见的问题，需要进行正确的操作才能顺利解决。
下面是解决电动车直流电机换向问题的操作规程：
一、检查电路及线路连接情况
首先需要检查电路和线路连接情况，确认是否有损坏或松动的地方。
对于松动的连接，需要重新插好或使用扳手将螺丝紧固。
若存在电路或线路损坏，则需要将损坏部分更换或修复。
二、检查电动车控制器
电动车直流电机换向问题还可能与电动车控制器有关。
需要检查控制器是否损坏或出现故障。
若控制器故障，则需要将控制器进行更换或修复。
三、检查电机制动器
电动车直流电机换向问题还可能与电机制动器有关。
需要检查是否存在损坏或故障。
若存在问题，则需要将电机制动器进行更换或修复。
四、进行电机线圈相间交换
在上述检查工作都完成之后，若电动车直流电机换向问题依然存在，则需要进行电机线圈相间交换。
具体步骤如下：
1. 打开电动车电机盖子
2. 标记电机端子位置，记录颜色
3. 拆开绕组线端子
4. 使用万用表测试电机线圈相间之间的电阻
5. 手动交换电机两个线圈的位置，这里注意一下电机线圈位置变更的正确性
6. 再使用万用表测试电机线圈相间之间的电阻
7. 若以上步骤都完成了之后，电动车直流电机换向问题还是存在，就需要将电机进行检修或者更换整个电机。
通过以上4个步骤，可以较为全面地解决电动车直流电机换向问题。
在具体操作过程中，需要注意安全和细节。
如果有不了解的地方，最好咨询专业的维修人员和更换新零配件，以免出现问题。
直流电机常见故障现象原因解析及处理方法简介
摘要：在直流电机的实际应用过程中，偶尔会出现一些故障。
三新电力结合多年来的实战经验，为大家列举一些电机常见的故障，及对应的处理方法，仅供参考。
...在直流电机的实际应用过程中，偶尔会出现一些故障，有些故障时由于电机本身质量问题而引起，还有一些是由于长期使用造成磨损而引起的。
当电机出现故障时，有一些小问题只要及时发现原因，就可以简单解决问题，必须返厂维修。
三新电力结合多年来的实战经验，为大家列举一些电机常见的故障，及对应的处理方法，仅供参考。
电动机不能起动的原因及处理方法(1)无电源。
检查线路是否完好，起动器连接是否正确，接触器接触是否良好，熔断器是否熔断。
(2)负载过重。
减少电机负载或换大电动机。
(3)电刷接触不良。
检查刷握、弹簧或改善接触面。
(4)启动电流太小或太大。
检查启动器是否合适、启动电阻是否过大或过小。
电动机转速太快的原因及处理办法(1)电源电压过高。
降低电源电压或在电枢回路串接电阻。
(2)磁场回路中电阻过大。
减小磁场电阻。
(3)电刷不在正常位置。
按所刻标记调整刷杆位置。
(4)励磁绕组有晰路或短路。
查出故障点进行修理。
(5)积复励接成差复励。
调换串励绕组两头。
电动机转速太慢的原因及处理办法(1)电源电压太低。
设法恢复电源电压，使电源电压适当提高。
(2)负载过重。
减轻电机负载或换大电动机。
(3)电刷不在正常位置。
调整电刷位置。
(4)电枢或换向片有故障。
查出故障点进行处理。
发电机不能建立电压的原因及处理办法(1)电机中剩磁消失。
将6-12V低压直流电源加在并励绕组上约数秒钟，使其产生磁场。
(2)转向不对。
改变电机转向，使电机按箭头所示方向旋转。
(3)并励绕组接反。
改变并励绕组接线。
(4)磁场回路电阻过大。
检查磁场变阻器和励磁绕组电阻大小，并检查接触是否良好，减小磁场电阻。
(5)电刷接触不良。
检查刷握、弹簧、改善电刷接触面。
(6)励磁回路断路。
检查励磁绕组和磁场变阻器是否断路，连接是否松脱。
解决电动车直流电机换向问题的操作规程
解决电动车直流电机换向问题的操作规程摘要：换向问题是影响直流电机质量的主要问题之一。
本文介绍了如何评价换向合格的指标；论述了影响换向的原因包括电磁、机械、电化学等方面；提出了改善换向的方法和措施：一是调节电刷位置，二是要重视换向器的质量，三是重视电刷的选择，四是优化刷盒尺寸和弹簧压力，五是电刷的磨合非常重要，最后要进行严格准确的寿命测试。
一、影响换向的原因：直流电机换向过程中为什么会产生火花呢？根据理论和实践分析，影响换向的原因很多，有电磁的、机械的、电化学的等等，并且它们之间又相互影响，十分复杂。
这里不准备在理论上作过多的分析，只针对电动自行车用直流电机为改善换向在中应注意的问题做一些分析，或许会对生产起到一定的指导作用。
1、电磁原因：在换向时，换向元件中会产生电抗电势和换向电势，这些电势之和一般大于零，称延迟换向。
当换向时，后刷边离开一个换向片转向另一个相邻换向片时，换向电流不为零，有电磁能量储存在换向元件内，在前个换向片离开电刷时，换向回路被突然切断，换向元件中的电磁能量就只有击穿空气而释放，从而产生火花。
2、机械原因：对生产而言，由于机械原因而导致换向不良是一个重要方面。
机械方面的原因很多，例如：平面换向器外表的平整度、粗糙度及装配时换向器外表与电机轴线的垂直度；换向器片间绝缘突出或换向片突出；电刷接触面研磨不好，电刷与换向器外表只有局部接触；电刷上弹簧压力大小不适宜；电刷在刷盒里太松或太紧；各个刷杆之间距离不相等，致使有些电刷所短路的换向元件不在几何中心线上；换向器外表不洁等。
3、电化学原因：正常运行的电机，换向器外表会产生很薄的一层褐色氧化亚铜薄膜。
实践说明，氧化亚铜薄膜的存在，是电机良好换向的必要条件。
这是因为氧化亚铜薄膜本身不仅具有较高的电阻，且其外表还常吸附着薄层水份、氧气和石墨粉末，具有良好的润滑作用，有利于减少电刷和换向器的磨损。
二、改善换向的方法和措施：为改善换向应该针对影响换向的原因在生产中采取一些必要的方法和措施。
直流电机电刷火花过大的原因及解决方法原因解决方法
电刷火花过大的原因及解决方法原因解决方法原因解决方法电刷与换向器接触不良或电刷磨损过短研磨电刷接触面,更换新电刷电刷上弹簧压力不均匀适当调整弹簧压力,使每个电刷压力保持在1.47×104～2.45×104Pa,也可凭手上的感觉刷握松动将刷握螺栓固紧,使刷握和换向器表面平行刷握离换向器表面距离过大调整刷握至换向器距离,一般为2～3mm电刷牌号不符合要求更换原来牌号电刷与刷握配合不当不能过紧或过松,保证在热态时,电刷在刷握中能自*由滑动,过紧可用砂纸将电刷适当砂去一些,过松的要调换新电刷换向器片间云母未拉净用手拉刀刻去剩余云母换向器片间云母突出精车换向器刷架中心位置不对移动刷架座,选择火花最好位置电机长期超负载调整负载,在额定负载内换向极线圈短路重新绕制线圈电枢绕组断路拆开电机,检查电枢绕组,用毫伏表找出断路处,若不能焊接将重绕电枢绕组短路或换向器断路电机运转时,换向器刷握下火,电枢发热,应检查云母槽中有无铜屑,或用毫伏表测换向片间电压降,检查出绕组短路处电压过高调整外加电压到额定值换向极引出线接反帘动机在负载时转速稍慢并出火,应调换和刷杆相联接的两线头文案编辑词条B 添加义项?文案，原指放书的桌子，后来指在桌子上写字的人。
现在指的是公司或企业中从事文字工作的职位，就是以文字来表现已经制定的创意策略。
文案它不同于设计师用画面或其他手段的表现手法，它是一个与广告创意先后相继的表现的过程、发展的过程、深化的过程，多存在于广告公司，企业宣传，新闻策划等。
基本信息中文名称文案外文名称Copy目录1发展历程2主要工作3分类构成4基本要求5工作范围6文案写法7实际应用折叠编辑本段发展历程汉字"文案"(wén àn)是指古代官衙中掌管档案、负责起草文书的幕友,亦指官署中的公文、书信等;在现代，文案的称呼主要用在商业领域，其意义与中国古代所说的文案是有区别的。
直流电动机换向火花分析
直流电动机换向火花分析作者：肖杨来源：《科学与财富》2018年第02期摘要：换向是直流电机的特殊问题。
火花是换向不良的表现，轻则灼伤电刷和换向器，严重时它会危及电机的运行安全。
同时还会对周围的通讯设施造成干扰。
本文是结合实践工作当中换向出现火花情况，通过分析和实践消除火花，提高电机的效率，进行分析。
关键词：直流电机；换向；火花1概述八钢制品分厂有一台LZ8/16全直流调速冷轧带肋机组。
主机电机是一台Z4-280-31132KW、采用西门子6RA23直流调速装置，收线机电机是一台Z4-180- 37KW、采用西门子6RA24直流调速装置。
有一次在更换Z4-280-31 132KW 4组换向线圈后，该电机换向器边缘有较强烈的火花。
无论怎样调整电刷、清理换向器表面、降低轧制规格（也就是调整负载状态）均不能消除该火花。
经过现场不断的对比，发现是电工在更换该4组换向极线圈时把各自的两接线柱接成混连连接方式，如图一b所示。
后把4组换向极线圈两接线柱接成顺连连接方式，如图一a所示，就消除该火花现象。
（本文笔者暂且称头头与尾尾连接方式为顺连，头尾与头头或头尾与尾尾称为混连）2换向过程概念直流电机工作过程中，随着电枢的转动，每时每刻都有某些元件被电刷短路，它们从短路前的一条支路转入短路后的一条支路，短路前后元件中的电流改变方向。
这种元件电流改变方向的过程称为换向。
其一个元件的换向过程如图二所示3换向电流根据直流电动机的电压方程励磁回路： U=IfRf可得换向回路电压方程为：式中i1、i2经换向片1、2流入电刷的电流，根据构成电路回路电流法则，它们具有如下关系，即可推导出换向电流表达式：式中TK—是换向周期，r—是换向片与电刷完全接触时的接触电阻，ia—每支路电流4分析与说明Z4-280-31 132KW电刷采用D374N系列，在产生火花后，我们多次调整碳刷压力、紧固刷架、清理换向器表面都无济于事，至此可排除机械原因、电机的负载和其他环境因素的原因。
直流电机产生火花的探讨
科技信息２００８年第２０期ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ●直流电机在运行时，电刷与换向器之间常发生火花，微弱的呈蓝色的火花并不影响电机的正常工作，但当电刷下的火花范围扩大，将烧灼换向器和电刷，进一步使直流电机不能正常运行。
产生的火花的原因较多，在这里根据古典的电磁换向理论来分析产生火花的原因。
直流电机工作时，旋转的电枢绕组元件在换向过程中，由于换向元件的电流ｉ将由＋ｉ变为－ｉ，而产生电抗电动势：ｅｒ＝－Ｌｒｄｉｄｔ其中Ｌｒ为换向元件等效的合成漏电感，它包括换向元件的漏电感和同时进行换向的其他换向元件对被研究的换向元件之间漏磁互感。
由于换向电流随时间的变化规律很复杂，我们来分析在换向周期Ｔ内的电抗电动势的平均值，即ｅｒａ＝１ＴＴ０"ｅｒｄｔ＝１Ｔ＋ｉ－ｉ"（－Ｌｒ）ｄｉ＝Ｌｒ２ｉＴ由此得电抗电动势的平均值为：ｅｒａ＝２ｗＬλＡＶａ其中ｗ为元件的匝数，Ｌ为电枢铁心的有效长度，Ａ为电枢线负载，Ｖａ为电枢表面的线速度。
由上式可知电机的线负载越大，转速越高，则ｅｒａ越大，换向越困难，易产生火花。
当电枢旋转时，换向区域内的磁动势有：交轴电枢反应磁动势，换向极磁动势和主极磁动势。
由于换向元件切割换向区域内的磁场而感应的电动势是旋转电动势，其表达式是：ｅｋ＝２ｗＢｋＬＶａＢＫ为换向极磁动势和交轴电枢反应磁动势合成后建立的合成磁场，由此得：作用于换向元件的总电动势为：Σｅ＝ｅｒ＋ｅｋ流过换向元件中的总电流ｉＨ除了理想换向时的ｉｌ外，还有附加电流ｉｆ，即ｉＨ＝ｉ１＋ｉｆ下面分三种情况分析１．当换向元件中电抗电动势和旋转电动势大小相等方向相反时Σｅ＝０换向电流ｉ为：ｉＨ＝ｉａ（１－２ｔＴ）换向电流ｉ与时间ｔ是线性关系，故称直线换向，又称电阻换向，由于直线换向电刷下的电流密度相等，故电刷接触层中的损耗和发热量最小，是一种理想的换向。
２．若电抗电动势ｅｒ大于旋转电动势ｅｋ则Σｅ＞０根据电磁感应定律，换向电流改变方向的时刻将比直线换向延迟一段时间，因此称为延迟换向，结果是后刷边的电流密度增大，而前刷边电流密度减小，对换向不利从而出现火花。
直流电机电刷火花较大的原因分析及处理
［ 摘 要 ］ 直流 电机 在运 行 时 ， 电刷 与换 向 器之 间很 容 易产生 火花 ， 而 火花 对 电机 的运行 会 带来危
害 。 本 文 以 直 流 电机 启 动 运 行 工 况 为 例 ， 介 绍 了 电刷 处 火 花 较 大 的 原 因 ， 阐述 了相 关处理 方法 ， 可 为 现
Ｃ Ｈ ＥＮＧ Ｚｈ ｅ ｎｇ — ｗｅ ｉ
（ Ｈｕ ｂ ｅ ｉ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｃｏ ｎｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏｎ Ｆｉ ｒ ｓ ｔ Ｃｏ ｍ ｐａ ｎｙ ，Ｗ ｕ ｈａｎ Ｈ ｕｂ ｅ ｉ ４ ３０ ００ ０，Ｃｈｉ ｎ ａ）
［ Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ］Ｔｈ ｅ ｒ ｕ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｄ Ｃ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｓ ａ ｒ ｅ ｅ ａ ｓ ｙ ｔ ｏ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｐ ａ ｒ ｋ ｓ ｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｂ ｒ ｕ ｓ ｈ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｍｕ ｔ ａ —
直流电机中电刷火花产生的原因分析及解决方法
直流电机中电刷火花产生的原因分析及解决方法陈东（攀钢集团成都板材公司）610303摘要：直流电机在运行时，电刷与换向器之间很容易产生火花，而火花对电机的运行会带来危害，当火花的级别太大时，甚至会烧坏电机。
本文就通过对火花产生的原因的分析来找出在实际中的解决方法。
关键词：直流电机电刷火花解决方法前言直流电机在运行时，在电刷和换向器表面之间常有火花产生，当火花在电刷上的范围很小时，对电机运行不会有什么影响。
但当火花在电刷上的范围较大时，则对电机的运行将带来危害，尤其是放电性的红色电弧火花，会加速电刷与换向器的磨损，易导致环火事故，损坏电机，这是我们必须及时检查防止的。
1、火花产生的原因分析1.1电磁方面的原因换向元件在换向时，由于受到某些磁场的影响，以及由于自感及互感作用在换向元件中感应出有以下三种电势。
1.1.1电抗电势。
这是由自感和互感现象产生的电势，互感电势是指换向元件中的电流发生变化时引起我们所研究的换向元件中产生的感应电势，自感电势是指由于自身的电流发生变化而在它的换向元件中产生感应电势，这两种电势我们合称为电抗电势。
由于自感和互感电势的方向总是阻碍电流的变化，因此自感与互感电势的方向与元件换向前的电流方向相同。
1.1.2电枢电势。
直流电机中存在两种磁场，一是由我们给励磁绕组加入通人的直流电所产生的磁场，这个磁场我们称为主磁场；另一个是当电机有负载时，电枢绕组中有电流通过，这个电流也要产生一个磁场，我们把这个磁场称为电枢磁场。
这就使得在有负载的电机中，主磁场和电枢磁场同时存在，这两种磁场会相互影响，这种影响叫做电枢反应。
换向元件切割此电枢反应磁通n1『产生的电势称为电枢反应电势。
其方向也和换向前该元件中的电流方向相同。
1.1.3换向极电势。
由前分析可知，电抗电势和电枢电势的方向相同，两者相互叠加，这将导致换向元件回路中产生较大的附加电流，换向极的作用是为了减少附加电流对电机的影响。
换向极安装在主磁极之间的几何中性线上，使换向元件切割换向极磁场产生换向极电势，此电势的方向与前两者相反，起到抵消的作用。
直流电机常见故障及其处理方法
15、电刷分布不等分
校正电刷等分
16、转子平衡未校好
重校转子动平衡
1、剩磁消失
另用直流电通入并励绕组，产生磁场
2、励磁绕组接反
纠正接线
3、旋转方向错误
改变旋转方向（按箭头所示方向）
4、励磁绕组断路
检查励磁绕组及磁场变阻器之间的链接是否松脱或接错，磁场绕组或变阻器内部是否断路
4、串励直流电动机轻载或空载运转
增加负载
5、串励磁场绕组接反
纠正接线
6、磁场回路电阻过大
检查磁场变阻器和励磁绕组电阻，并检查接触是否良好
1、长时期过载
立即恢复正常负载
2、换向器或电枢短路
用毫伏表检测是否短路，是否有金属屑落入换向器或电枢绕组
3、负载短路
检查线路是否有短路
4、电动机端电压过低
恢复电压至正常值
5、电枢短路
检查换向器表面及接头片是否有短路出，用毫伏表测试电枢绕组是否短路
6、电刷接触不良
检查刷握弹簧是否松弛或改善接触面
7、磁场回路电阻过大
检查磁场变阻器和磁励绕组电阻大小并检查接触是否良好
故障现象
可能原因
处理方法
1、并励磁场绕组部分短路
分别测量每一绕组的电阻，修理或调换电阻特别低的绕组
2、转速太低
5、电动机直接启动或反转运转过于频繁
使用适当的启动器，避免频繁的反复运转
6、定子转子铁心相擦
检查电机气隙是否均匀，轴承是否磨损
磁场线圈过热
1、并励磁场部分短路
分别测量每一绕组电阻，修理或调换电阻特别低的绕组
2、电机转速太低
提高转速至额定值
3、电机端电压长期超过额定值
浅析直流电机换向器火花的故障及其维护技术
浅析直流电机换向器火花的故障及其维护技术摘要：直流电动机由于具有良好的调速和启动性能，因而被广泛应用于现代企业中作为原动机来拖动工作机械。
由于结构复杂，所以相比交流电机更容易发生故障，尤其是担负交、直流电转换任务的关键部件—换向器更容易损坏。
在运行中换向器与电刷间有少许火花是正常现象，但如果火花较大将使直流电机不能正常运行，“环火”现象甚至烧毁绕组导致严重经济损失，因此对直流电机换向器火花故障产生原因进行深入分析并提出有效的解决方案具有重要意义。
关键词：直流电机；火花故障；原因；方法；电磁与机械直流电动机在拖动控制中经常遇到换向器打火故障，如果产生了强烈的火花，不仅严重影响直流电动机的正常工作，还会直接烧毁电刷和换向器甚至电枢绕组，危及直流电动机的安全，造成较大的经济损失。
因此，掌握换向器打火的原因、分析及维护方法已经成为现场维修技术人员的必备技能之一，也为矿井的安全、高效生产提供有力的保障。
1直流电机的基本构成直流电机（direct current machine）是指能将直流电能转换成机械能（直流电动机）或将机械能转换成直流电能（直流发电机）的旋转电机。
它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。
当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。
直流电机由定子和转子两部分组成，其间有一定的气隙。
直流电机的定子由机座、主磁极、换向磁极、前后端盖和刷架等部件组成。
其中主磁极是产生直流电机气隙磁场的主要部件，由永磁体或带有直流励磁绕组的叠片铁心构成。
直流电机的转子则由电枢、换向器（又称整流子）和转轴等部件构成。
其中电枢由电枢铁心和电枢绕组两部分组成。
电枢铁心由硅钢片叠成，在其外圆处均匀分布着齿槽，电枢绕组则嵌置于这些槽中。
换向器是一种机械整流部件。
由换向片叠成圆筒形后，以金属夹件或塑料成型为一个整体。
各换向片间互相绝缘。
换向器质量对运行可靠性有很大影响。
关于改善直流电机EMC方案
一.单相串激电机的换向种类分为:直线换向<电阻换向>.延时换向.超前换向,由于有电抗电势的存在和影响,直线换向根本不存在,因此单相串激电机的换向只有两种,不是延时换向,就是超前换向;1. 当电抗电势所形成的环流大于换向电势所形成的环流时,直线换向就变成延时换向,此时后刷边的电流密度大于前刷边的电流密度,造成后刷边的火花较大;2.当电抗电势所形成的环流小于换向电势所形成的环流时,直线换向就变成超前换向,此时前刷边的电流密度大于后刷边的电流密度,造成前刷边的火花较大;二.单相串激电机的换向好坏直接影响EMC的测试,要想改善EMC就必须改善电机的换向,改善电机的换向有以下措施:1. 选用与换向器接触电阻较大的碳刷,而增加碳刷与换向器的接触电阻最有效的办法是选用硬质碳刷,碳刷越硬,接触电阻越大,接触压降也越大,相对的削弱了电感的影响,使换向过程近似于直线换向,有利于消除火花.碳刷根据接触电阻大小分为:碳石墨碳刷.石墨碳刷.电化石墨碳刷和铜石墨碳刷.需要注意的是,每种电机都有适合其性能的碳刷,有的电机可能这种碳刷火花大,而换上另一种碳刷可能就满足换向要求,因此,一个电机尽量多试几种碳刷,以找到最适合该电机的碳刷.2. 控制碳刷弹簧压力在250～500g/cm²之间;3. 控制碳刷电流密度≤12A/cm²4.控制换向器片间电压＜ 25V;5. 控制碳刷在刷握里的单边尺寸在之间;6. 控制换向器与刷握的端面间距在1.5±0.5MM之间;7. 控制换向器的表面粗糙度Ra<0.48. 减少电抗电势E=2×I×L/T,其中I为电枢电流,L为线圈电感,T为换向周期,要减少电抗电势,可采用减少换向线圈的匝数,即减少转子的线圈数;采用较短的铁芯长度等;9. 利用换向电势或速度电势来抵消电抗电势;10. 逆转子旋转方向移动碳刷10度-26度;11. 在绕线时,将接线顺着转子的旋转方向偏前1-2片;12. 在绕线时,采用短距绕组,而不能采用全距绕组;13. 加强定子磁场以相对削弱转子磁场的办法,即加大定子的激磁安匝数;14. 定子采用不均匀气隙,其益处:可降低由于电枢反应所引起的气隙磁场的畸变程度,使换向器的片间电压最大值减小,从而可减少换向火花<见下图>15. 限制变压器电势E=4.44×f×W2×￠,其中f为电源的频率, W2为转子的每元件匝数, W2=N/2K,N为转子的总导体数,K为换向片数, ￠为定子单边磁通量,要减少变压器电势可采用增加换向器片数的办法,或者减少转子的每元件匝数,一般将变压器电势控制在≤7V.三. 改善EMC的措施一台高速运转的带换向器的串激电机就相当于一台无线电发射装置,由于换向时产生火花和电弧,它将产生低频和高频的无线电干涉影响电视广播和无线电通讯,因此需要对其产生的干扰进行抑制;1.电磁干扰形成的原因A. 电机换向时导致参与换向的电枢线圈短路,回路流过短时大电流,当换向片与碳刷断开位置时,碳刷与换向片之间产生换向火花,使换向区域附近的空气介质电离,在空气中形成带电粒子,从而形成电磁干扰,这种火花电离产生的干扰频谱较宽且连续分布,对广播电视产品.通讯类产品及其他电子类产品有较大的干扰作用;B. 由于可控硅.整流二极管.开关等在导通和截止的工作特性和导通的稳定性较差,也会产生高频次谐波干扰分量;C. 由于电机的定子铁芯和转子的开槽设计和线圈上磁路设计比较饱和,也会产生较大的高频次谐波干扰分量引起电磁干扰.2. EMC: Electro Magnetic Compatibility <电磁兼容性>:根据电磁兼容指令89/336/EEC,其定义为:装置.设备单元或系统在电磁环境中能够正常工作<抗扰度>,并且不对该环境中的任何装置.设备构成不能承受的干扰<发射>能力.3.串激电机运转产生的低频波段在0.15MHz-30MHz,该波段的频率一般通过传导干扰由电源线反馈回电网;4.串激电机运转产生的高频波段在30MHz-300MHz,该波段的频率通过辐射干扰以电磁波的形式辐射到空间,通过电视广播和无线电通讯的天线接收而影响接收器的正常工作;5. 电磁干扰的途径见下图.6. GB4343.1-2003对频率在0.15MHz-30MHz连续干扰电压的允许值和频率在30MHz-300MHz 的干扰功率值有严格的规定,这里不详述,有兴趣的同事可查此标准.7. 下面从结构设计和制造工艺方面就降低无线电干扰采取的一些措施:A. 重视对电机换向的改善,只要电机的换向改善了,电机对无线电干扰的程度就会得到很大的改善,改善换向的方法如前面所述;B. 重视刷握在机壳中的定位方法,刷握固定的形式必须牢固可靠,以防止由于刷握的微量跳动而使高频分量过大,造成干扰功率的过大;C. 内部连接线与导电部位的联接要可靠,并稳妥地安置在合适位置,比如稳妥地安放在卡线槽内,接触点不牢固将会对30MHz以上的高频分量带来较大的干扰电平;D. 碳刷与换向器的材质要相宜,尤其是硬度搭配要合适,不能一个软一个硬,要防止换向器表面的过早磨损而出现表面不平,引起干扰电平的增大;6. 安装附加抑制器,为改善高频时滤波器的抑制效果,提高对高频干扰功率的抑制能力,可以采用附加抑制器,常见的形式有:A. 在碳刷两端并接一只电容器;B. 在碳刷和定子绕组间串接电感;C. A和B的组合;D. 在手柄电源线中串接两只电感;E. 采用三角形电容.F. 采用三角形电容和电感的配合使用.采用附加抑制器主要就是利用电感和电容的"通高频阻低频"或"通低频阻高频"的特点,减弱因电动工具高速旋转所产生的低频干扰和高频辐射,从而减少对电视广播和无线电通讯的干扰.随着科学技术的发展,电视广播和无线电通讯的频率范围已从甚高频<VHF>300MHz以下发展到超高频<UHF>,频率范围300MHz-3000MHz,因此有的国家特别是欧洲国家已要求抑制干扰的频率扩大到10KHz-1000MHz,这给电动工具的EMC测试提出了新的要求.同时,高速运转的串激电机不仅对电视广播和无线电通讯带来干扰,同时对附近工作的微型化和电子化的电子仪器也产生干扰,影响其准确度和精确度.电磁兼容性反映了电子设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境的任何设备产生无法忍受的电磁干扰能力,它包含两个方面的要求:一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值即EMI<ElectromagneticInterference>;另一方面是指设备对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度,即电磁敏感性EMS<ElectromagneticSusceptibility>,商用电气产品为取得某一市场的销售资格,其EMI水平必须通过强制性认证,即达到某一标准,如国际无线电干扰特别委员会的IECCISPRI4-1,欧洲的 EN55014-1,或中国的GB4343.1等等。
直流电机检修与维护—直流电机的换向
改善换向的方法
一、设置换向极 换向极的作用：在元件的换向区域建立一个换向极
磁势，抵消电枢反应磁势，并使合成电势为零，从而改 善电机的换向。
换向极应满足的要求： 1、极性正确 换向极的极性要保证其磁场与交轴电枢反应磁场方 向相反。因此，对于电动机，换向极极性应与沿旋转方 向前面的主极极性相反。
时推迟，此种情况又称为欠补偿换向。
延迟换向，后刷边可能出现火花，对换向不利。
换向的物理过程及火花产生的原因
（3）超越换向 若换向磁场较强，出现合成电势不为零，且
则换向元件中产生附加电流ik，ik帮助换向电流i的变化。 电流改变方向的时刻比直线换向时提前，此种情况又称 为过补偿换向。
超越换向，前刷边可能出现火花， 对换向不利。
换向的物理过程及火花产生的原因
（2）电枢反应电势ea 当电枢旋转时，处于几何中性线上的换向元件，将切
割交轴电枢磁场而产生电枢反应电势ea。
换向的物理过程及火花产生的原因
在发电机中，几何中性线的磁场与元件换向前的磁场相 同，旋转电势ea与电流+ia同向，电动机中，几何中性 线的磁场与元件换向前的磁场相反，因而旋转电势ea与 +ia相反（电动机支路电流与支路电动势相反） 因此，不管是发电机还是电动机，电枢反应电势 的方向与换向前的电流方向相同，其作用也是阻碍电流 换向的。
改善换向的方法
四、设置补偿绕组 换向极的磁势作用区很窄，只能用以抵消几何中性线
附近的电枢磁势，并不能抵消气隙中的全部电枢磁势，消 除磁场畸变。为了获得理想的换向，大型直流电机常在主 磁极极靴上嵌放补偿绕组。象换向极一样，补偿绕组也必 须与电枢绕组串联，并使其磁势方向与电枢磁势方向相反。
改善换向的方法
浅析如何解决直流电机中电刷易产生电火花的问题
浅析如何解决直流电机中电刷易产生电火花的问题摘要：直流电机在运行时，电刷与换向器之间很容易产生火花，而火花对电机的运行会带来危害，当火花的级别太大时，甚至会烧坏电机的运行设备。
因此，我们要防止过大的火花的产生。
下面我就通过对火花产生的原因的分析来找出在实际中的解决方法。
关键词：直流电机电枢反应电刷电火花换向器直流电机在运行时，在电刷和换向器表面之间常有火花产生，火花通常是出现在后刷边（换向器离开电刷的一侧）。
当火花在电刷上的范围很小时，对电机运行不会有什么影响。
但当火花在电刷上的范围较大时，则对电机的运行将带来危害，尤其是放电性的红色电弧火花，会加速电刷与换向器的磨损，甚至使励磁机损坏，这时我们就必须及时检查纠正。
一、火花产生的原因面对很多有关励磁机电刷火花故障消除处理方法，大多数人由于对故障现象缺乏分析比较而茫然不知所措。
其实，不同性质的火花故障要用不同的方法来处理。
这里我从两个大的方面来给大家介绍火花产生的主要原因。
1.电磁方面的原因（1）从换向元件中产生的几种电势来看换向元件在换向时，由于受到某些磁场的影响，以及由于自感及互感作用在换向元件中感应出有以下三种电势。
电抗电势电枢电势换向极电势（2）从换向元件中的电流来看由刚才电势的分析可知，在换向元件中的合成电势为：则在换向元件回路中产生的附加电流为：在理想状态下，，则换向元件中的附加电流，在换向时电刷与换向器表面就不会出现火花。
而实际上不能完全与相抵消，即附加电流总是存在的，因此在直流电机换向时，电刷与换向器表面总有火花出现。
2.机械方面的主要原因有（1）换向器偏心（2）换向器表面换向片或云母片凸出（3）换向器表面污染(4) 电刷压力不合适（5）电刷与刷盒配合不好使两者太紧或太松（6）电机装配不良或动平衡不好引起运行时的振动（7）电刷位置安装不正确(8) 电刷接触面研磨不光滑换向极气隙不均匀三、防止火花的产生的几个主要措施1.加装换向极利用换向极在换向元件中产生的换向极电势来抵消，这是改善直流电机换向最有效的方法，因此目前一般的直流电机都装有换向极。