论矿用汽车直流电机常见故障与解决方法 李伟

论矿用汽车直流电机常见故障与解决方法李伟
摘要：包钢白云鄂博铁矿运矿电动轮汽车以直流电机作为牵引系统为主。

在近
几年的使用过程中，出现过各种类型的故障。

我们对电机的运行状态进行了监测，对出现过的各类故障进行分析诊断，并讨论寻找解决方案。

本文对直流电机出现
的常见故障及解决方法进行了详细描述和归纳总结。

关键词：直流电机常见故障解决方法
1.引言
直流电机具有优良的调速特性，调速平滑、方便、范围广泛；它具有过载能
力大，能承受频繁的冲击负载；它具有能实现频繁的无极快速起动、制动和反转，能满足各种生产过程自动化系统、在工矿设备中，直流电机以其结构简单、价格
低廉、可靠性高、使用寿命长、维修方便而广泛应用于运矿设备的驱动上。

但电
机在运行过程中不可避免会发生故障，一旦故障发生，必将影响生产的正常进行。

在实际工作中，直流电机接地、短路（通俗的讲就是电机放炮）是最频繁发生的
故障，此类故障占到了电机故障的70％。

因此，本人对其进行了研究与分析，并且提出了简单易行的解决方法。

2.电动轮工作原理
白云鄂博铁矿使用的电动轮运矿车是热—电转换自卸车。

其工作原理为：由
康明斯生产的柴油发动机带动三相交流同步发电机，发出三相交流电，通过三相
桥式整流，变成直流电，向直流电动机供电，以驱动车轮运转，通过励磁控制系
统来调节发电机和电动机的励磁电流，控制车速和牵引力的大小。

3.常见故障分类
运矿汽车所使用的直流电机在日常的使用中主要故障有以下4种。

3.1 电刷环火严重
3.2 电机放炮
3.3 转速不正常
3.4 线圈过热
以上几种故障之间存在着相互关联，可能互为诱因。

绝缘系统是电机电气方
面较薄弱的环节，电机受到老化、磨损、过热、过载、振动、受潮、灰尘等因素
的影响导致绝缘性能下降，出现绕组匝间短路、接地或相间短路故障。

4.故障分析与解决方法
4.1 故障现象：电刷环火严重
①电刷接触面积小；主要原因是由大面积更换新的电刷引起的。

新电刷底面
为平面，与电机换向器相切，接触面积最小。

我们用0号砂纸放在换向器面上，
用电刷在上面研磨，由线接触变为面接触，从而增大接触面积。

②电刷磨损过度；电刷在使用过程中，当其高度磨到1/3时，就应当对其进
行更换。

如果电刷高度太低，一是容易磨到刷辫根部损坏换向器，二是此时压簧
没有足够的压力来压住电刷，使电刷与换向器接触不紧密而引起环火。

每天检查
电机，对磨损过度的电刷进行更换。

③电刷压力过大或过小；电刷与换向器工作面应有良好的接触，电刷在刷握
内应能滑动自如，其与刷盒之间间隙应适量（0.15mm左右）。

压簧选用合适的
压力，对于过松或过紧的压簧应当进行调整。

④换向器云母片突出；在频繁的运转中，电刷研磨的碳粉很容易粘到换向器
的云母片中，因此在日常的维护中，可以用比较锋利的钩刀对云母片进行钩槽，
同时必须用干燥的空气进行吹风，以保证槽内清洁，起到绝缘的效果。

如果云母
片突起较大，就需送专业部门进行处理。

⑤换向器表面不光滑；若换向器表面出现粗糙、不光滑、烧焦等现象时可用
0号砂纸在旋转着的换向器表面上进行细致研磨。

若换向器表面出现过于粗糙不平、不圆或有部分凹进现象是应将换向器进行车削，车削速度不大于1.5m/s，车
削深度及每转进刀量均不大于0.1mm，车削时换向器不应有轴向位移，此项工作
由专业部门处理。

⑥电机过负载；限制电机过负载运行，由于108t电动轮两个轮马达采用的
并联连接，当一个轮马达线路出现断路时，造成单机牵引，必然增加另一马达的
负荷。

⑦接触器或反向器范卡；当接触器范卡时，在电路接通时造成不同步，或者
在改变方向时，反向器旋转不迅速，造成电机环火，需要对接触器或反向器进行
处理。

⑧过热或冒烟；当单机牵引时，一个轮马达工作，必然增加电压，造成电机
负荷加重，引起电机高温。

4.2 故障现象：电机放炮
①主电路接地；由于运矿设备的特殊性，他属于动态设备，而且工作环境恶劣，很容易造成主电路不同位置各种原因的接地，引起电机放炮，尽量对各容易
引起外物造成接地的部位进行加装保护装置。

②刷杆接地；在运行过程中，碳粉和矿石粉尘容易附着在刷杆与电机壳间的
固定螺丝上面，如果碳粉聚集过多，就会造成刷杆与电机壳联通，而造成接地。

我们通过在连接螺丝的两边增加绝缘套，从而避免了刷杆接地得情况。

③换向器表面不干净；在实际工作中，由于矿车运行在采场当中，采场粉尘
较大，易吸附在电机表面，粉尘都是铁矿石的微笑颗粒，本身具有导电性，当吸
附较多时就易造成匝间短路，为此，我们在每次保养车辆时，都必须对电机表面
进行吹风清洁。

4.3 故障现象：转速不正常
①传感器、报警装置故障；当传感器异常时，转速信号不能被准确反馈给电脑，就会造成直流电机运行不正常，或者当转子轴断时，报警装置如果有故障不
能及时报警，会出现严重的电机飞车，造成定子破损，造成严重的设备损伤。

②电刷不在中心线位置；调整电刷到中心线位置。

③励磁线圈断路、短路或接线错误；消除断路、短路、纠正接线错误。

4.4 故障现象：线圈过热
①超负载运行；减轻负载，不要让电机在超过额定负荷的状态下长时间运行，特别是单机牵引状态下，易造成另一个电机高温。

②冷却空气不足；过滤棉要定期更换，长时间的运行，过滤棉会附着大量灰尘，导致通风不畅，阻碍散热。

③通风道有破损；长时间载恶劣的环境中运行，通风道易破损，及时检查更新。

④电枢绕组或励磁线圈短路；排除短路点。

5. 直流电动机的正确维护
5.1直流电动机使用前的检查
①用压缩干燥空气或手动吹风机吹净电动机内部灰尘、电刷粉末等，清除污
垢杂物。

②拆除与电动机连接的一切接线，用绝缘电阻表测量绕组对机座的绝缘电阻。

若小于0．5MΩ时，应进行烘干处理，测量合格后再将拆除的接线恢复。

③检查换向器的表面是否光洁，如发现有机械损伤或火花灼痕应进行必要的
处理。

④检查电刷是否严重损坏，刷架的压力是否适当，刷架的位置是否位于标记
的位置。

5.2直流电动机的维护
应保持直流电动机的清洁，尽量防止灰沙、雨水、油污、杂物等进入电动机
内部。

直流电动机结构及运行过程中存在的薄弱环节是电刷与换向器部分，因此必
须特别注意对它们的维护和保养。

5.2.1换向器的维护和保养
换向器表面应保持光洁，不得有机械损伤和火花灼痕。

如有轻微灼痕时，可
用0号砂纸在低速旋转的换向器表面仔细研磨。

如换向器表面出现严重的灼痕或
粗糙不平、表面不圆或有局部凸凹等现象时，则应拆下重新进行车削加工。

车削
完毕后，应将片间云母槽中的云母片下刻lmm左右，并清除换向器表面的金属屑及毛刺等，最后用压缩空气将整个电枢表面吹扫干净，再进行装配。

换向器在负载作用下长期运行后，表面会产生一层坚硬的深褐色薄膜，这层
薄膜能够保护换向器表面不受磨损，因此要保护好这层薄膜。

5.2.2电刷的使用
电刷与换向器表面应有良好的接触并保持良好的电刷压力，电刷与刷盒的配
合不宜过紧，应留有少量的间隙。

电刷磨损或碎裂时，应更换牌号、尺寸规格都相同的电刷，新电刷装配好后
应研磨光滑，保证与换向器表面有80％左右的接触面。

6.结论
本文对矿用汽车直流电机在日常工作中出现的故障及解决方法进行了较为详
细的介绍，具体论述了电机电刷环火，电机放炮的原因分析及解决方法。

在实际
工作中，电机的故障很多，需要不断地加强学习，逐步的完善和整理各种数据，
从而提高自身的技术水平，更好的保证生产的顺利进行。

作者简介：李伟男 1981.11 学历：大学本科职称：工业自动化工程师研
究方向：工业自动化方向。