直流电动机故障检修及常见故障的排除

直流电动机故障检修及常见故障的排除

一、直流电动机的常见故障及排除

由于直流电动机的结构、工作原理与异步电动机不同，因此，故障现象、故障处理方法也有所不同。但故障处理的基本步骤相同，即首先根据故障现象进行分析，然后进行检查与测量，找出故障所在，并采取相应的措施予以排除。

二、电枢绕组故障的检修

1.电枢绕组接地

这是直流电动机最常见的故障。电枢绕组接地故障常出现在槽口处和槽内底部，可用兆欧表法或校验灯法检查判断，兆欧表测量法前已讲述，这里只介绍校验灯法。将36V低压电通过36V低压照明灯分别接在换向片上及转轴一端，若灯泡发光，则说明电枢绕组接地。

具体是哪个槽的绕组元件接地。将6~12V直流电压接到相隔K/2的两换向片上，用毫伏表的一直表笔触及转轴，另一支依次触及所有的换向片，若读数为零，则该换向片或该换向片所连接的绕组元件接地。

电枢绕组接地点找出来后，可以根据绕组元件接地的部位，采取适当的修理方法。若接地点在元件引出线与换向片连接的部位，或者在电枢铁芯槽的外部槽口处，则只需在接地部位的导线与铁芯之间重新进行绝缘处理就可以了。若接地点在铁芯槽内，一般需要更换电枢绕组。如果只有一个绕组元件在铁芯槽内发生接地，而且电动机又急需使用时，可采用应急处理方法，即将该元件所连接的两换向片之间用端接线将该接地元件短接，此时电动机仍可继续使用，但是电流及火花将会有所加大。

2.电枢绕组断路、开焊故障

这也是直流电动机常见的故障。电枢绕组断点一般发生在绕组元件引出线与换向片的焊接处，这种断路点比较容易发现，只要仔细观察换向器升高片处的焊点情况，再用起子或镊子拨动各焊接点，即可发现。

若断路点发生在电枢铁芯内部，或者不易发现的部位，则可测量换向片间压降，即在相隔接近一个极距的两换向片上接入低压直流电源，用直流毫伏表测量相邻换向片间的压降。

电枢断路或焊接不良时，在相连接的换向片上测得的压降将比平均值显著增大。

电枢绕组断路点若发生在绕组元件与换向片的焊接处，只要重新焊接好即可。断路点只要不在槽内部，就可以焊接断线，再进行绝缘处理即可。如果断路点发生在铁芯槽内，且断路点只有一处，则可将该绕组元件所连的两片换向片短接，也可以继续使用，若短路点较多，则需要换电枢绕组。

3.电枢绕组断路

若电枢绕组短路严重，会使电动机烧坏。若只有个别线圈短路时，电动机仍能运转，只是使换向器表面火花变大，电枢绕组发热严重，若不及时发现加以排除，则最终也将导致电动机烧毁。电枢绕组短路故障主要发生在同槽绕组元件的匝间短路，查找短路的方法如下。

（1）短路测试器法。与检查三相异步电动机定子绕组匝间短路的方法一样，将短路测试器接通交流电源后，置于电枢铁芯的某一个槽上，将断锯条在其他各槽口上面平行移动，当初现较大振动时，则该槽内有短路故障。

（2）毫伏表法。将6.3V交流电压（用直流电压也可）加在相隔K/2或K/4的两片换向片上，用毫伏表的两只表笔一次触到换向器的相邻两片换向片上，检测换向片间电压。电枢绕组匝间短路时，在和短路绕组相连接的换向片上测得的压降值显著降低；换向片间直接短路时，测得的片间压降等于零或非常小。

电枢绕组短路故障可按不同情况分别加以处理，若绕组只有个别地方短路，且短路点较为明显，则可将短路导线拆开后在其间垫入绝缘材料并涂以绝缘漆，待烘干后即可使用。若短路点难以找到，而电动机又急需使用时，则可用前面所述的短路法将短路元件所连接的两换向片短接即可。如短路故障较严重，则需局部或全部更换电枢绕组。

三、换向器的检修

1.片间短路

如发现是片间表面短路或有火花烧灼伤痕，只要用拉槽工具刮去片间短路的金属屑末、电刷粉末、腐蚀物质及尘污等，直至校验灯或万用表检查无短路即可。再用云母粉末或小块云母加上胶水填补孔洞，使其硬化干燥。若上述方法还不能消除片间短路，就要拆开换向器，检查其内表面。如果用上述方法不能消除片间短路，即可确定短路故障发生在换向器内部，一般应更换换向器。

2.换向器接地

通地故障经常发生在前面的云母环上，该环一部分在外部，由于灰尘和其他碎屑堆积在上面，很容易造成通地故障。发生通地故障时，这部分的云母片大都已烧毁，寻找起来比较容易，再用校验灯或万用表进行检查。修理时，一般只要把击穿烧坏处的污物清除干净，用虫胶干漆和云母材料填补烧坏处，再用0.25mm厚的可塑云母板覆盖1~2层。

3.云母片凸出

由于换向器的换向片磨损比云母快，往往出现云母凸出的现象。修理时，可用拉槽工具把凸出的云母片刮削到比换向片低约1mm。刮削要平，不可使两边比中间高。

四、调整电刷中性线位置

常用的一种方法是感应法。励磁绕组通过开关接到1.5V~3V的直流电源上，毫伏表接到相邻两级的电刷上（电刷与换向器的接触一定要良好）。当打开或合上开关时，即交替接通和断开励磁绕组的电流，毫伏表的指针会左右摆动，这时将电刷架顺电动机旋转方向或逆转方向缓慢移动，直到毫伏表指针几乎不动时，刷架位置就是中性线位置。

调整完电刷中性线位置，要将刷架紧固。

五、直流电动机的试验

（1）用指南针检查换向极绕组极性，如接反，改正接法。对电动机，换向极极性与顺着电枢转向的下一个主磁极极性相反。对发电机，换向极极性与顺着电枢转向的下一个主磁极极性相同。

（2）测量绝缘电阻。对低压电机，将500V兆欧表的一端接在电枢轴（或机壳）上，另一端分别接在电枢绕组、换向片上，以120r/min的转速摇动1min后读出其指针指示的数值，测量出电枢绕组对机壳、换向片对地的绝缘电阻。

电机在冷态时，其绝缘电阻值应按绕组的额定电压大小来计算，要求不低于1MΩ/kV，一般额定电压500V以下的电机，在热态时（绕组温升接近额定温升时）绝缘电阻不应低于0.5MΩ。

（3）测量绕组的直流电阻。

①电桥法。对单叠绕组应在换向器直径两端的两片换向片上进行测量；对单波绕组应在等于极距的两片换向片上进行测量。测量时要提起电刷，然后用电桥进行测量，具体操作方法参加交流电动机定子绕组电阻的测量。

②电流电压表。由于被测电阻值小，电流表的内阻就将影响测量精度，用此法接线时，电压表测量得到的电压值不包含电流表上的电压降，故测量较精确。此时被测电阻值R为：

R=U/I

由于有一小部分电流被电压表分路，故电流表中读出的电流大于流过被测电阻R上的电流，因此，测出的电阻值比实际电阻值偏小。精确的电阻值可用下式计算：

R=U/I-（U/Rv）

式中：Rv为电压表的内阻。

若考虑电流表内阻Ra，则被测量电阻可用下式计算：

R=U-IRa/I

不管用何种方法，测得的绕组直流电阻值都应换算到标准温度15℃时的电阻值。其换算公式为：

R15=Rθ/1+α（θ+15）

式中：R15为绕组在温度为15℃时电阻，Ω；

Rθ为绕组在温度为θ时电阻，Ω；

α为绕组导体的温度系数，铜的α=0.004，铝的α=0.00385；

θ为测量电阻时绕组的实际温度，℃。

（4）负载试验。安装好电动机，让电动机在额定电压、额定电流、额定转速下带上额定负载，按定额运行一定的时间。观察电机的运行状况是否良好，换向火花是否在允许范围之内。换向器上没有黑痕迹电刷上没有灼痕，运行平稳、无噪音和振动为正常。