直流电机火花等级、电刷
直流电机电刷下的正常火花
直流电机电刷下的正常火花1. 简介直流电机是一种常见的电动机类型，广泛应用于各个领域。
在直流电机的运行过程中，电刷是一个重要的组件，负责与旋转的集电环接触，将电源提供给转子。
然而，在一些情况下，我们可能会观察到电刷下出现火花现象。
本文将详细介绍直流电机电刷下的正常火花现象。
2. 火花现象的原因当直流电机运行时，由于旋转部件与固定部件之间存在摩擦力和接触阻力，会产生一定程度的摩擦和磨损。
这就导致了火花现象的产生。
具体来说，主要有以下几个原因：2.1 电刷材料选择通常情况下，直流电机的电刷由碳材料制成。
碳材料具有良好的导电性能和耐磨损性能。
然而，在高速运行或负载较大情况下，碳材料容易产生摩擦和磨损，从而引发火花现象。
2.2 旋转部件与固定部件之间的摩擦直流电机中，旋转部件（如转子）与固定部件（如集电环）之间存在一定的摩擦力。
当摩擦力超过一定程度时，会引起电刷下的火花现象。
这是因为摩擦力会产生高温，使电刷表面温度升高，进而引发火花。
2.3 电刷磨损随着直流电机的使用时间增加，电刷会逐渐磨损。
磨损过程中，电刷表面会出现不平整、毛刺等情况，增加了火花产生的可能性。
3. 火花现象的特征直流电机电刷下的正常火花具有以下特征：3.1 火花颜色正常火花通常呈蓝色或白色。
这是由于高温引起气体分子激发和离子化产生的。
3.2 火花形状正常火花呈细小且均匀分布的点状或线状。
如果火花呈现较大且不均匀分布的形状，则可能表示存在异常情况。
3.3 火花频率正常火花的频率通常在一定范围内变化，与电机负载和转速有关。
频率过低或过高可能表示电刷或其他部件存在问题。
4. 火花现象的影响直流电机电刷下的正常火花现象对电机运行有一定的影响：4.1 能量损耗火花现象会产生额外的能量损耗，降低了电机的效率。
这是因为火花会导致能量转化为热能，从而增加了电机的工作温度。
4.2 磨损加剧火花现象会加剧电刷和集电环等部件的磨损，缩短其使用寿命。
特别是当火花较大、频次较高时，磨损加速。
直流电动机火花等级和判断标志
直流电动机火花等级和判断标志
直流电动机火花等级和标志见表。
表直流电动机火花等级和推断标志火花等级电刷下的火花程度换向器及电刷的状态允许的运行方式1无火花--1电刷边缘仅小部分有微弱的点状火花或有非放电性的红色小火花换向器上没有黑痕，电刷上没有灼痕允许长期连续运行1电刷边缘大部分或全部有稍微的火花换向器上有黑痕消失，但不发展，用汽油擦其表面即能除去，同时在电刷上有稍微灼痕 2 电刷边缘全部或大部分有较剧烈的火花换向器上有黑痕消失，用汽油不能擦除，同时电刷上有灼痕。
如短时消失这一级火花，换向器上不消失灼痕，电刷不致被烧焦或损坏仅在短时过载或短时冲击负载时允许消失 3 电刷的整个边缘有剧烈的火花（即环火），同时有大火花飞出换向器上的黑痕相当严峻，用汽油不能擦除，同时电刷上有灼痕。
如在这一火花等级下短时运行，则换向器上将消失灼痕，同时电刷将被烧焦或损坏仅在直接起动或逆转的瞬间允许存在，但不得损坏换向器及电刷
1。
换向火花等级表
换向火花等级
根据电刷下火花程度和换向器及电刷的状态，换向火花等级为5级
安装的规定：一般用途的直流电机在空载（不允许空载的电机从〔¼〕负载到额定负载，对正逆转要求的直流电机，应测量两个转向的情况下，换向火花等级应不超过1½级，在偶然过电流或短路时转矩（见7.1-7.2），火花应不超过2级，3级火花只有直流启动（没有启动变阻器）或逆转的瞬间，且换向器及电刷的状态仍能适应于以后的工作允许出现。
换向试验：
如电机需进行温升测试，换向试验在温升试验后立即进行，试验时间应在该类型电机的标准中规定。
电动机换向火花等级表
8.2火花等级的确定
电机在确定火花等级时，一般按电刷下的火花程度确认，如所有电刷下的火花均匀，可判定为一级，假如一边高一边低，则按火花较高一边判定。
以上节选自《电动机国家标准》GB/T 1311-1989直流电机试验方法IEEE 113:1973中火花等级表详细)。
维修电机技术手册
【标准名称】渔船电机修理技术要求 http://219.239.34.169/was40/detail?record=125&channelid=3849【标准号】SC／T 8042—94【标准文件】SC／T 8042—94渔船电机修理技术要求（渔船）1 主题内容与适用范围本标准规定了渔船交直流机的修理、安装、试验技术要求。
本标准适用于渔船及渔业辅助船交、直流电机的修理，其他电机可参照执行。
2 电机修理的一般规定2.1 电机修理前必须对电机做详尽的勘验，以便确定修理的范围及工程量。
2.2 检修电机必须认真填写电机修理记录单（见附录A和B）。
2.3 电机修理时使用的导电、导磁及绝缘材料的规格应类同于原电机制造材料、绝缘材料及油漆涂层应具有防霉性、化学稳定性、一定的机械强度和介电强度。
2.4 电机修理后应内外清洁无垢。
铭牌完整。
无油漆覆盖，字迹清晰，各零部件完好无缺。
螺栓、螺母应紧固无松动现象。
转子转动灵活、运转正常无异声。
轴伸径向无偏摆现象。
电刷应接触良好。
位置正确。
电机外壳及端盖应无影响机械强度的裂痕。
2.5 电机绕组更换或电机的出口引线更换后，必须在电机出线端套上永久性的标记。
电机接线应与端子标号一致，各端子的接触应紧密。
电机内部连线不得触及转动部分、转子和刷架的引出线应有完善的固定装置，并牢固无损。
3 电机主要零部件修理技术要求3.1 绕组的修理3.1.1 若确认绕组系外部因素引起的诸如部分灼焦、绝缘破坏、断路、短路，且又易于修理者，可局部包扎、烘潮喷漆。
但每台电机该类故障不得超过一处。
3.1.2 如电机绕组槽内部分绝缘破坏、断路、短路等以及槽外部分故障点每台超过一处，或虽为一处而不易检修者，一律拆除绕组重新绕制。
重新绕制的绕组，其绕线、绕组的绝缘嵌线、接头、烘潮和浸漆技术要求见本标准第5、6项。
3.1.3 对出线头绝缘损坏者，应拆去旧绝缘，换上相应绝缘等级的绝缘材料，烘潮喷漆。
3.1.4 若线圈端头或联接铜排之接合处连接不佳，应重新搪锡。
电机检修职业技能试卷(221)
一、选择题（共 50 题，每题 1.0 分）：【1】当三相异步电动机负载减少时，其功率因数（）。
A．不变B．增髙C．降低D．与负载多少成反比【2】抽发电机转子过程中，若需要变更钢线绳位置时，（）。
A．允许短路时间将转子直接放在定子铁心上B．允许短路时间用护环做支撑C．不准将转子直接放在定子铁心上，严禁用护环作支撑面或使护环受力D．允许将转子直接放在定子铁心上且利用护环做支撑【3】对继电保护的基本要求包括可靠性、选择性、灵敏性和速动性。
其中，当电力系统发生故障时，只跳开离故障点最近的断路器，使停电范围最小，是指继电保护的（）。
A．可靠性B．选择性C．灵敏性D．速动性【4】在查找发电机转子绕组接地故障不稳定接地点时，可用不大于200V的交流电压加在绕组和本体之间，但加压时应串限流电阻使短路电流不超过（）A。
A．10~15B．50~65C．90~95D．95~105【5】为了保证频率合格，水轮发电机因转速慢，故转子极对数比汽轮发电机极对数（）。
A．少B．多C．相等D．不一定【6】直流发电机补偿绕组的作用是（）。
A．增加气隙磁场B．抵消电枢反应，保持端电压不变C．抵消极面下的电枢反应，消除电位差火花，防止产生环火D．补偿电枢反应去磁作用影响，保持励磁电流不变【7】发电机定子膛内照明灯必须是（）。
A．36V以下，无保护罩，带开关B．36V以下，且有保护罩，带开关C．36V以下，且有保护罩，不带开关D．220V以下，且有保护罩，带开关【8】设备对地电压在（）V以上者为高压，对地电压250V及以下者为低压。
A．220B．250C．380D．1000【9】大容量的异步电动机（）直接起动。
A．可以无条件的采用B．完全不能采用C．鼠笼式可以直接起动，绕线式不能D．在电动机的额定容量不超过电源变压器额定容量的20%~30%的条件下，可以钟，如仍无效，可将（）,重新磁化。
A．极性交换B．直流电源电压升至额定电压C．发电机转速提高D．更换并激绕组【11】两个电阻器件的额定功率不同，但额定电压相同，当它们并联在一个电压上时，则功率大的电阻器（）。
电机火花标准
电机国家标准GB755-87规定的火花等级如下表火花等级电刷下火花程度换向器及电刷状态1 无火花换向器上没有黑痕及电刷没有灼痕1—1/4 电刷边缘大部分有点状火花（约1/5至1/4刷边只有断续几点）1—1/2 电刷边缘大部分（大于1/2刷边）有连续的较稀的颗状火花换向器少年宫有黑痕，但不发展，用汽油擦其表面即能消失，同时在电刷表面有轻微灼痕2 电刷边缘全部或大部分有连续的，较密的颗粒火花，开始有断续的舌状火花换向器上有黑痕，用汽油不能擦除，同时电刷上有灼痕，如短时出现这一火花，换向器上不出现灼痕，电刷不烧焦或损坏3 电刷整个边缘有强烈的舌状火花，伴与爆裂的声音换向器黑痕较严重，用汽油不能擦除，同时电刷上有灼痕。
如在这一火花等级下短时运行，则换向器将出现灼痕，同时电刷将被烧焦或损坏可以看出，GB755-87标准规定的火花等级，是用两种方法加以判别的，一是电刷下火花特征，即火花大小、亮度和密集程度；二是火花对换向器表面和电刷的损害程度。
在上述火花等级标准中可以看出，1级和1—1/4级是无害火花，1—1/2级火花虽然在换向器和电刷表面产生轻微灼痕，但仍允许长期运行，不致造成对电机的威胁，2级火花的电弧能量较大，会造成对换向器和电刷的灼伤，只允许在过载时短时出现，3级火花是危险火花，它能导致环火事故，不允许经常出现。
关于换向火花允许等级，国内各制造厂和使用单位，通常规定如下；从空载到额定负载，换向火花应不大于1—1/2级；在最大工作过载时，换向火花不应大于2级，这种规定实际上是认为1—1/2级以下的火花为无害火花，因此允许电机长期连续运行，2级火花是有害火花，只允许在过载时短时出现，3级火花则是十分危险的，有可能导致环火，不允许经常出现。
当支流电机采用晶闸管供电时，换向火花通常会比电池或机组供电大一些，原因是晶闸管供电电动机火花中含有交流分量，用眼睛观察到火花亮度虽然大一些但是实际上其电弧能量较小。
电机检修技能鉴定题库(初级工)第004套
选择题【1】氧乙炔焊由于氧与乙炔混合比例不同，可产生三种性质不同的火焰：中性焰、碳化焰、氧化焰，其中碳化焰适合于焊接（ B ）。
A．-般低碳钢、不锈钢B．高碳钢、铸铁C．黄铜D．紫铜和铝合金【2】（ A ）是生产力中最活跃的因素，也是影响产品质量最重要的因素。
A．人B．管理C．设备D．材料【3】电流表扩大量程，应（ D ）。
A．串联电容B．串联电感C．串联电阻D．并联电阻【4】异步电动机工作时，其转差率的范围为（ A ）。
A．0<s≤1B．1<s<∞C．-∞<s<0D．-∞<s≤0【5】如图A-1所示为一电桥电路，若检流计G电流为零，则各电阻满足：（ D ）。
A．R1+R2=R2+R3B．R1×R2=R2×R3C．R1×R2=R3×R4D．R1×R4=R2×R3。
RA=R2XR]【6】电流互感器二次回路不允许接（ D ）。
A．测量仪表B．继电器C．短接线D．熔断器【7】若正弦交流电压的有效值是220V，则它的最大值是（ B ）。
A．380VB．311VC．440VD．110V【8】经检查发现直流发电机中的剩磁消失，使得它不能建立电压，现将6~12V直流电源加在并激绕组上约数秒钟，如仍无效，可将（ A ）,重新磁化。
A．极性交换B．直流电源电压升至额定电压C．发电机转速提高D．更换并激绕组【9】电压互感器严禁（ B ）。
A．开路运行B．短路运行C．带感性负荷运行D．带容性负荷运行【10】4在解脱触电者脱离低压电源时，救护人不应（ D ）。
A．站在干燥的木板车上B．用木棒等挑开导线C．切断电源D．用金属杆套拉导线【11】新绕交流电动机定子绕组在浸漆前预烘干燥时，对于A级绝缘温度应控制在（ B ）℃以下。
A．90±5B．110±5C．130±5D．150±5【12】电机铁心常采用硅钢片叠装而成，是为了（ C ）。
电机检修-技能鉴定Ⅶ-判断题
电机检修-技能鉴定Ⅶ-判断题【1】三个相同的电容并联，总电容容量为一个电容的3倍。
（√ ）【2】三相对称电源采用星形连接，电源线电压为相电压的W倍。
（√ ）【3】根据基尔霍夫第二定律可知，对于任何一回路，沿着任意方向绕行一周，各电源电动势的代数和等于各电阻电压降的代数和。
（√ ）【4】楞次定律反映了载流体在磁场中受到的电磁力作用的普遍规律。
（× ）【5】导线越长，电阻越大；截面越大，电阻也越大。
（× ）【6】正弦规律变化的交流电的三要素是：电压、电流和功率。
（× ）【7】频率是指1s内交流电变化的周期数。
（√ ）【8】正弦交流电的有效值是最大值的1/√3倍。
（× ）【9】电子运动的方向就是电流的方向。
（× ）【10】电路中两点间的电位差就是电压。
（√ ）【11】大小或方向都不停变化的电流称交流电流。
（× ）【12】在整流电路中，每个二极管所承受的反向耐压指的是有效值。
（× ）【13】涡流是在导体内产生的自行闭合的感应电流。
（√ ）【14】判断载流导体在磁场中的受力方向时，应当用左手定则。
（√ ）【15】由于线圈本身的电流变化，而在线圈内部产生的电磁感应现象叫自感。
（√ ）【16】楞次定律反映了载流体在磁场中受电磁力作用的规律。
（× ）【17】电器正常工作的基本条件之一是：供电电压应等于电器额定电压。
（√ ）【18】叠加原理对任何电路的计算都是适用的。
（× ）【19】频率是指1min内交流电变化的周期数。
（× ）【20】正弦交流电的有效值是最大值的1/√2倍。
（√ ）【21】通过反向电流的两平行导线是相互吸引的。
（× ）【22】电容和电感串联发生谐振时，两端的电压最高、电流最大并与外施电压同相。
（× ）【23】线电压标么值与相电压标么值相差√3倍。
（× ）【24】导线越长，电阻越大，电导也就越大。
火花标准(1)
几点）
电刷边缘大 换向器有轻微黑
1/½
颗粒状火 花有红色
丝状
碳刷边缘 大部分， 约½ 刷边
长
连续的颗 粒装火花 断续的火
星
部分（大于 痕，但不发展， 1/2刷边） 用汽油擦其表面 红色火星蓝白 有连续的较 即能消失，同时 色颗粒 稀的颗状火 在电刷表面有轻
花
微灼痕
2
蓝白色舌 状
碳刷边缘 全部
连续的颗 粒状火花 、断续的
宁波海际电器有限公司
火花 等级
示例图片
电机运转火花等级判定标准
火花形状 产生位置 产生状态
火花程度
换向器与碳刷状 态
火花颜色
1
无火花，无灼痕
有细微零星的 小颗粒火星
换向器上没有黑
痕及电刷没有灼
痕
电刷边缘大
碳刷边缘
部分有点状
1/¼
点状
小部分， 约¼ 刷边
断续
火花（约 1/5至1/4刷
红色细小火星
长
边只有断续
缘有强烈的 舌状火花， 伴与爆裂的
上有灼痕。如在 这一火花等级下 短时运行，则换
蓝白色舌状或 红色
声音
向器将出现灼
痕，同时电刷将
被烧焦或损坏
备注：
½ 所有火花都以蓝白色或绿色为判定依据，红色火花不计但必须重新老化或返工,一般内控火花1 级及以下。
编制：
审核：
火舌
பைடு நூலகம்
电刷边缘全 部或大部分 有连续的， 较密的颗粒 火花，开始 有断续的舌
状火花
换向器上有黑 痕，用汽油不能 擦除，同时电刷 上有灼痕，如短
时出现这一火 花，换向器上不 出现灼痕，电刷
不烧焦或损坏
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。
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、火花产生的原因分析(一)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、电抗电势。
这是由自感和互感现象产生的电势，互感电势是指别的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。
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。
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，为了减少此对电机的影响，一般都在直流电机中安装换向极。
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。
直流电机基础知识题库100道及答案
直流电机基础知识题库100道及答案1. 直流电动机的额定功率指（）。
A. 转轴上吸收的机械功率B. 转轴上输出的机械功率C. 电枢端口吸收的电功率D. 电枢端口输出的电功率答案：B2. 直流电机空载时，其气隙磁密波形为（）。
A. 平顶波B. 正弦波C. 马鞍形波D. 以上都不对答案：A3. 直流电机负载时，其电枢磁动势波形为（）。
A. 三角形B. 矩形C. 正弦形D. 以上都不对答案：A4. 在直流电机中，右行单叠绕组的合成节距为（）。
A. 1B. -1C. -2D. 2答案：A5. 一台他励直流发电机，4 极，单叠绕组，额定电流为100 安，电枢绕组的支路电流为（）安。
A. 25B. 50C. 100D. 12.5答案：A（单叠绕组并联支路数= 极对数，100÷4 = 25）6. 一台他励直流发电机，额定电压为200 伏，四极，额定支路电流为50 安培，当电枢为单叠绕组时，其额定功率为（）kW。
A. 40B. 20C. 80D. 120答案：A（200V×(50A×4) = 40000W = 40kW）7. 并励直流电动机带较大负载运行时励磁绕组断开了，电机将（）。
A. 停转B. 飞车C. 可能飞车，也可能停转D. 无法确定答案：C8. 要改变并励直流电动机的转向，可以（）。
A. 改接励磁绕组与电枢的联接B. 增大励磁C. 改变电源极性D. 减小励磁答案：A9. 一台直流发电机，磁极固定，电枢和电刷以同一速度、同一方向旋转，则两刷间的电动势是（）。
A. 交流B. 直流C. 脉动直流D. 不能确定答案：A10. 一直流电动机拖动一台他励直流发电机，当电动机的外电压、励磁电流不变时，增加发电机的负载，则电动机的电枢电流和转速n 将（）。
A. 电枢电流增大，n 降低B. 电枢电流减少，n 升高C. 电枢电流减少，n 降低D. 电枢电流增大，n 升高答案：A11. 一台并励直流电动机将单叠绕组改接为单波绕组，保持其支路电流不变，电磁转矩将（）。
电机运行火花等级的判定标准图文
不接受
×
换向器上有黑痕用汽油
不能擦除，同时电刷上
电刷整个边缘有强
3
灼痕；如在这一级火花 烈的舌状火花，伴 下短时运行，换向器上
有爆裂声
将出现灼痕，同时电刷
将被烧焦或损坏
制定：
审批：
强烈舌状火 花、环火
不接受
×
（11/2）
有连续的较稀的颗
展，用汽油即能擦除， 同时电刷上有轻微灼痕
粒状火花
连续较稀 火花
尚可接受
√
换向器上有黑痕用汽油 电刷边缘大部或全 不能擦除，同时电刷上 2 部有连续较密的颗 灼痕；如短时出现这级 粒状火花，开始有 火花，换向器上不出现 断续的舌状火花 灼痕，电刷不烧焦或损
坏
பைடு நூலகம்
密集舌状 火花
火花等级判定标准
火花等级 电刷下的火花程度 换向器及电刷的状态
图示
备注
1 无火花
换向器上没有黑痕及电 刷上没有灼痕
电刷边缘仅小部分 1.25 （约1/5至1/4刷边 （11/4） 长）有断续的几点
点状火花
完全无 火花
很少的零 星火花
允收
√
允收
√
电刷边缘大部分
1.5 （大于1/2刷边长） 换向器上有黑痕但不发
直流电机的运行特性
0
N
A
为了经济、合理地利用材料， 一般直流电机额定运行时，额定磁 通 N 设定在图中 A点，即在磁化特 性曲线饱和与未饱和的转折点,又称 为膝点。
0
I fN
If0 If F f 0 IN
2 直流电机负载时的负载磁场 直流电机带上负载后，电枢绕 组中有电流，电枢电流产生的磁动 势称为电枢磁动势。电枢磁动势的 出现使电机的磁场发生变化。
I Ia
U
G
I Ia
If
Uf
2、并励： 电机的励磁绕组与电枢 绕组并联。且满足
3、串励： 励磁绕组与电枢绕组串联。 满足
Ia = I+ I f
Ia = I f = I
I
U
Ea
I
U
If
If
Ia
Ea Ia
4、复励：
并励和串励两种励磁方式的结合。电机有两个励磁绕 组，一个与电枢绕组串联，一个与电枢绕组并联。
T1 Tem T0
功率平衡方程
励磁铜损 耗
铁损,包括 磁滞和涡 流损耗 机械损耗
电枢的 铜损耗
附加损耗
3、他励直流电发电机的运行特性
3个主要物理量： 电枢端电压U 励磁电流If 负载电流I=Ia
运行特性即：3个量，保持其中1个不变，其余2 个物理量之间的关系。
(1) 空载特性
3 改善换向的主要方法：
装置换向磁极 安装换向磁极是目前改 善换向的有效方法。其 基 本 原理 是利 用 换向 磁 极产生的磁动势方向与 电枢反应磁动势的方向 相反，大小略大于电枢 反 应 磁动 势 。 这 就使 换 向磁动势可以抵消电枢 反应磁动势，剩余的换 向磁动势产生的磁通会 在换向元中产生感应动 势，其方向正好与电抗 电势相反，迭加的结果 可抵消。从而消除火花， 改善换向。
直流电动机的运行维护与故障处理
3.电刷故障检查
电刷是直流电动机的重要部件，它不仅起电动机转动部分与固定部分之间传导电 流的作用，还将完成换向的重任。从大量的直流电动机运行、维护经验中可知，许 多电动机因电刷选用不当而造成换向不良，甚至不能正常运行。
1.3 直流电动机的故障检查
1.绕组故障检查
（1）电枢绕组匝间短路和层间击穿 （2）电枢绕组接地 （3）电枢绕组断线和并头套开焊 （4）电枢绕组线圈与换向片接错 （5）定子绕组匝间短路 （6）定子绕组接地
直流电动机的运行维护与故障处 理
7
图8.9 用对比法测试短路 图8.10 用电压降法寻找 图8.11 寻找电枢绕组接
4.绝缘电阻监视
直流电动机绕组的绝缘电阻，是确保电动机安全运行的重要因素之一。对 较重要的电动机，每班都应检查和记录绝缘电阻数值，一般允许值为 1MΩ/kV，不能低于0.5MΩ/kV。
直流电动机的运行维护与故障处
理
6
5.异常现象监视
（1）异常响声 （2）异常气味 （3）异常振动
6.定期检修
直流电动机运行一定时间后，应进行定期检查。主要是测量一些技术状态 数据，排除在运行维护中已发现的小故障，检查和记录一些可以延期解决的故 障，清理和擦净灰尘、油污，更换易损件等。
直流电动机的运行维护与故障处理
3
3.火花等级的鉴别
电刷的火花可按表8.2电刷火花等级表鉴别等级，以确定电机是否继续工作。
直流电动机的运行维护与故障处 理
4
4.中性线的测定
中性线可按下列方法之一测定。 （1）感应法 （2）正反转发电机法 （3）正反转电动机法
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
电机专业检修判断题
判断题：一、较易1、通过调换任意两相电枢绕组电源线的方法，既可以改变三相鼠笼式电动机的转向。
（√）2、当电动机绕组节距正好等于极距时，绕组被称为整距绕组。
（√）3、低压电动机的绝缘电阻不小于0.5MΩ。
（√）4、三相异步电动机的磁极对数越多。
其转速越快。
（×）5、同步电机因其转子转速与定子磁场转速相同，而称为同步。
（√）6、直流发电机的功率等于电压和电流之和。
（×）7、三相交流电动机的视在功率等于电压和电流的乘积。
（×）8、世界上一切物质都是由分子组成的，而且物体内存在着大量的电荷。
（√）9、物体按照导电的能力可分为固体、液体和气体三种。
（×）10、一切物体内的负电荷总量，永远对于正电荷的总量，否侧，就不会有多余的电子流动以形成电流。
（×）11、导线越长，电阻越大，它的导电率也就越大。
（×）12、在直流电路中应用的欧姆定律，对交流电路中也可以应用。
（√）13、交流电动机的容量越大，频率越高；容量越小，频率越低。
（×）14、电动机线圈电感一定时，频率越高，阻抗越小。
（×）15、直流发电机的电枢是由原动机拖动旋转，在电枢绕组中产生感应电动势，将机械能转换成电能。
（√）16、发电机是将电能转化为机械能的设备。
（×）17、汽轮发电机转子铁芯是用矽钢片叠加制成的。
（×）18、在星形连接的电路中，线电压等于相电压。
（×）19、在同一系统内并列运行的发电机，因为要同步，所以磁极对数必须相等。
（×）20、汽轮发电机调有功是调进汽量，调无功是调励磁电流。
（√）21、因为电动机启动电流很大，所以要限制连续启动间隔时间和次数。
（√）22、有一台异步电动机，如果把转子卡住不动，定子通入额定电压，其电流将会无限制的增加。
（×）23、汽轮发电机转子的作用是产生磁场的。
（√）24、若某8极同步发电机，其转速为3000r/min，则其电动势频率为50Hz。
电机检修职业技能试卷(203)
一、选择题（共 50 题，每题 1.0 分）：【1】国产25号变压器油其凝固点为（）。
A．25℃B．±25℃C．25℃±5%D．-25℃【2】工作如不能按计划期限完成，必须由（）办理工作延期手续。
A．工作票签发人B．工作负责人C．值长D．总工程师【3】有一内阻为0.15Ω的电流表，最大量程是1A，现给它并联一个0.05Ω的小电阻，则这个电流表的量程可扩大为（）。
A．3AB．4AC．6AD．9A【4】交流电动机鼠笼转子的笼条焊接，一般采用（）焊接。
A．铝合金B．银焊和磷铜C．锡焊D．电接触【5】以下措施中不属于大型发电机定子绕组防晕措施的是（）。
A．定子线棒表面涂覆不同电阻率的半导体漆B．加强定子线棒在槽中的固定，防止定子槽楔在运行中松动C．定子线棒内层同心包绕金属箔或半导体薄层，即内屏蔽层D．定子绕组采用分数绕组【6】下述金属的电导率由大到小依次排列顺序是（）。
A．银、铜、铁、铝B．银、铝、铜、铁C．银、铜、铝、铁D．铁、铝、铜、银【7】根据《电业安全工作规程》规定：（）在转动的高压电动机及其附属装置回路上进行工作。
A．禁止B．可以C．负载轻时允许D．转速低时允许【8】判断同步发电机励磁绕组有无匝间短路的依据之一是查发电机的（）。
A．外特性曲线B．负载特性曲线C．调整特性曲线D．短路特性曲线【9】汽轮发电机在运行中出现励磁电流增大，电压降低，机组产生振动现象，这是由于（）。
A．定子绕组单相接地B．转子绕组出现断路C．转子绕组发生一点接地D．转子绕组发生两点接地【10】异步电动机的最大电磁转矩与端电压的大小（）。
A．平方成正比B．成正比C．成反比D．无关【11】对于未装设自动励磁调节装置的汽轮发电机，其稳定运行功率角的范围为（）。
A．0°≤δ<90°B．δ≥90°C．δ≤0°D．180°≥δ≥90°【12】同步发电机在运行中转子励磁绕组发生一点接地时，（）。
电机检修职业技能试卷(125)
一、选择题（共 40 题，每题 1.0 分）：【1】反映工程项目实际造价和投资效果的是（）。
A．标底B．统计概算C．施工图预算D．竣工决算【2】汽轮发电机转子护环的作用是防止转子绕组在离心力的作用下，不致沿（）。
A．轴向移动B．径向移动C．轴向径向移动D．切向移动【3】发电机定子三相绕组在空间布置上，其各相绕组轴线相差（）。
A．120°机械角度B．120°C．120°任意角度D．120°电角度【4】晶闸管既具有单向导通的整流作用，又具有（）。
A．放大作用B．可控的开关作用C．滤波作用D．饱和作用【5】在以下四种因素中，与并激直流发电机不能建立电压无关的是（）。
A．发电机转向不对B．励磁电路断线C．电刷太软D．励磁电路电阻高【6】装复发电机滑环刷架时，应接触紧密，用（）mm塞尺检查各处均不能塞入。
A．1B．0.5C．0.1D．0.05【7】直流电机换向器产生火花有电气、机械和（）原因。
A．摩擦B．化学C．物理D．人为原因【8】在以下四个因素中，与并励直流电动机不能启动无关的是（）。
A．电源未接通B．主磁极无剩磁C．负载过重D．电刷接触不良【9】绕线式电动机当负载力矩不变，而增大其转子回路电阻时，转速将（）。
A．下降B．上升C．不变D．与转子回路电阻成正比【10】用绝缘电阻表测量电机的绝缘电阻时，当绝缘电阻表指示稳定后，所测得的绝缘电阻为（）。
A．绝缘电阻表施加的直流电压与泄漏电流的比值B．绝缘电阻表施加的直流电压与电容电流的比值C．绝缘电阻表施加的直流电压与吸收电流的比值D．绝缘电阻表施加的直流电压与泄漏电流、电容电流和吸收电流三者之和的比值【11】同步发电机是利用（）原理制造的。
A．基尔霍夫定律B．欧姆定律C．电磁感应定律D．电磁力定律【12】通常情况下，发电机处于（）运行状态。
A．空载B．过载C．滞相D．进相【13】深槽型异步电动机起动时由于（），所以转子电流主要从转子导体上部经过。
电机检修职业技能试卷(207)
一、选择题（共 50 题，每题 1.0 分）：【1】三相异步电动机与发电机的电枢磁场都是（）。
A．旋转磁场B．脉振磁场C．波动磁场D．恒定磁场【2】以下均属于计算机外设的设备是（）组。
A．打印机、鼠标、扫描仪B．键盘、鼠标、扫描仪C．软盘、打印机、鼠标、扫描仪D．内存、软盘、打印机、鼠标、扫描仪【3】（）是生产力中最活跃的因素，也是影响产品质量最重要的因素。
A．人B．管理C．设备D．材料【4】多台电动机的公用熔丝的额定电流，是按（）。
A．其中一台容量最大电动机额定电流的3倍B．3倍功率最大一台电动机的额定电流，加上其他同时工作的电动机额定电流之和来确定C．多台电动机的额定电流的总和来确定D．多台电动机的起动电流的总和来确定【5】直流电机电刷装置，电刷组的数目等于（）的数目。
A．换向磁极B．电枢绕组并联支路数C．补偿绕组的并联支路数D．主磁极【6】当端电压下降时，异步电动机的最大电磁转矩将（）。
A．下降B．上升C．不变D．与电压大小成反比【7】当交流电流通过一导体时，产生的电磁感应将迫使电流趋向于由导体表面经过，这一现象被称为"（）"。
A．电磁感应B．洛伦兹力C．集肤效应D．涡流【8】万用电表的表头经检修后，一般将出现灵敏度下降的现象，这是由于磁感应强度减小的缘故。
为了减小这种影响，在取出线圈以前，（）同时还应减小检修次数。
A．应用软铁将磁钢短路B．应用钢线将线圈短接C．应用金属外罩作磁屏蔽D．应将磁钢放入水中【9】三相交流电动机初次起动时响声很大，起动电流很大，且三相电流相差很大，产生原因：（）。
A．有一相的始端和末端接反B．鼠笼转子断条C．定子绕组匝间短路D．电源极性错误【10】当同步发电机运行时，因故汽轮机主汽门关闭，则（）。
B．将继续输出有功和无功功率C．将向系统输送少量有功功率与无功功率D．将从系统吸收少量有功功率，可继续向系统输送无功功率【11】发电机与电网的并列过程中，如发电机电压与系统电压有相位差，会产生冲击电流，当发电机电压与系统电压的相位差为（）时冲击电流达最大。
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绝缘等级：
电机的绝缘等级就是绝缘材料耐温能力高低等级。
目前国内常用的绝缘等级为B、F、H级，耐热温度分别为130℃、155℃、180℃，
当电机长期处于最高允许温度之下时绝缘材料一般有15-20年寿命。
换向
电机的换向是一个复杂的物理和电化学过程，换向火花是直流电机换向不良的最明显的标志，轻微的火花不会对电机运行造成危害，但有害火花会破坏电刷和换向器的滑动接触，烧伤电刷镜面和氧化膜，使两者磨损剧增，造成换向恶性循环，构成对直流电机运行的威胁。
换向火花在实际是电刷和换向片脱离接触时换向元件中释放的电磁能量，根据换向火花的危害程度划分了换向火花的等级标准。
在日常应用中用两种方法来判别：1.火花特征 2.火花对换向器表面和电刷的损害程度
电机火花的允许等级：空载带额度换向火花不大于11/2级
最大过载时换向火花不大于2级
11/2级火花是无害火花，允许长期连续运行
2级火花是有害火花，只允许过载时出现
换向火花产生的因素很多，可归结为：
1.电磁原因---换向元件内的电抗电势和换向电势的合成不等于零，使
元件内的电磁能以火花的形式释放
2.机械原因---换向器工作面的状态不良，主要表现为：换向器凸片和
变形、电枢平衡不好、运行时振动、片间云母凸出、电刷材质及压力不合适、电刷刷握间隙不合适、电刷刷握工作不良等
3.电机负载和周围环境---电机过载、冲击性负载、电流变化率过高、湿度太低、有害气体、含尘量过高将造成氧化膜平衡破坏，无法保持正常的滑动接触而产生火花。
火花等级分类
电刷（导电滑动接触体）
D1---- 石墨基电化石墨电刷
D2----- 焦碳基电化石墨电刷
D3----- 焦碳基电化石墨电刷
M、N 表示浸有各类有机浸渍剂的符号
B------- 变型符号
接触压降一般：2—；摩擦系数：；50小时磨损量：0.15mm；单位压力：200-400 g/cm；电流密度：10-12 A/cm
电刷常见故障。