直流电机换向器常见故障浅谈
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这种 故 障在 ２００６年一 ２００８年 间 ，公 司二轧 厂 ，尤 其 硫腐 蚀 的影 响 。 电机 换 向器 一般 是铜 制 的 ，因 为铜 和 含 硫气 体及 空 气 中 的水 ，加上 换 向器 的 高温 作条 件 ，发 生 了化 学反 应 ，导 致换 向器表 面氧 化 膜无 法建 立 ，换 向 器 表面 磨 损大 ，碳 刷 磨损 快 ，电机 内积满 碳粉 。且在 换 向器作打磨 ，拉槽 ，倒角等处理后 ，也维持不 了多久。
处 理 方 式 ：电 机 下 线 ，上 车 床 车 屑 换 向器 表 面 ， 紧 固换 向器螺 丝 。
２） 换 向 器 升 高 片 断 排 。 这 种 故 障 在 公 司 一 台 １３５０ＫＷ的 电机 出现 几 次 ，该 电 机 运 行 电流 大 ，换 向器 温度 高 ，机 械振 动 ，电机 制 造工 艺 缺 陷等 ，导 致升 高 片 脱焊 或 断条 。
处 理 方 式 ：更 换 冷 却 包 ，降 低 电机 温 度 ，降低 电 流 限幅 值来 改变 电机运 行性 能 。更 主要 的 是对 升 高片进 行特 殊 处理 ：每 片 用胶 木棒 包 以羊 毛粘 绑 定 ，然后 用 树 脂胶加以粘合固定 ，以增强升高片抗振强度 。
３．３ 电化 学原 因带来 的损 失
１ 直流 电机 、换 向器 的结构
１．１ 直 流 电机 的结 构 直 流 电机 由定子 和 转 子组 成 。 １）直流 电机 静止 部
分称 作 定子 ，由主磁 极 、换 向极 、机 座和 电刷装 置等 组 成 ； ２）直流 电机 转动 部 分称 作 转 子 （通 常称 作 电枢 ），由 电 枢铁 心 和 电枢绕 组 、换 向器 、轴 和风 扇等 组 成 。
直 流 电动 机 具 有 较 大 的 启 动 转 矩 和 良好 的 起 动 、 制动 、调速 性 能 ，可 以在很 宽范 围 内平 滑 调速 ，能在 很 短 的时 间里 改 变转 向 ，同时还 具有 投 资成 本低 ，投 入 周 期短 等优 点 。所 以 ，目前 公司 大都 采用 直 流 电动机 来 传 动 ，六 条 轧钢 线 累计在 线 运行 的直流 电机 达 １２０台左 右 。 但直 流 电机 在 具有 这些 优 点 的 同时 ，有 着 它 的不 可避 免 的缺陷 ，如生存环境要求高、维护量大、维修不方便等 ， 优其突出的就是换 向器 的维护和使用难度大 ，电机 出的 问题 ９５％几 乎都 是 在换 向器 上 ，具 体 表现 为换 向困 难 ， 碳刷 打 火严 重等 。
换 向便 是 用 机 械 方 法 强 制 改 变 电路 连 接 ，使 绕 组 元 件 在极 短 时 间 内从一 条支 路 移入 另一 条 支路 ，从 而 使 该元 件 中的 电流 从一 数值 换至 另一 数值 。
３ 我 公 司直 流 电机换 向器 换 向常 见故 障及 处理
３．１ 电磁 故 障
作者 简介 ： 张 实，冷 水江 钢铁 有 限责任 公 司 。
承 载能 力越 来越 差 ，同等 电流 条件 下火 花越 变越 大 。 处理 方 式 ：一 般 调 整 工 艺 参 数 ，降低 电机 运 行 电
流 。用 到一 定程 度后 车 削换 向器表 面 。 ２）碳刷 中性 线偏 移 导致换 向器 换 向不 良 ，火花 大 。
这 种 情 况 一般 是 在 使 用过 程 出现 ，有 的 因 振 动 ，刷 杆 、 刷握移位 ；有的中型电机因为换底排碳刷不方便 ，转动 电机刷 盘方 式 更换 ，复 位 不准 所至 ，以及 维修 后 没效 准 所 致 。对பைடு நூலகம்中性 线不 准 的 电机 ，换 向性 能极 差 ，偏心 严重 等 。
由 于 电磁 原 因造 成 的换 向 不 良 ，如 换 向 极 强 度 不 适合 ，换 向磁 路 的饱和 ，电刷 中心位 置 不对 ，气 隙不 均 匀 ， 电刷性能不相适应 ，主磁场干扰 ，外加负荷不恰当等。
１）过 电 流 引起 换 向火 花 。过 载越 大 ，火 花 越 强 。 换 向片 上 因有烧 伤 痕迹 ，容 易破坏 表 层氧 化膜 而 使 电机
１．２ 换 向 器 的 结构 换向器是 由许多紧压在一起的换向片组成 ，每一
换 向片与相邻换向片之间 ，用云母绝缘 ，许多换向片组 合 成 圆筒 形 ，大 型直 流 电机 的换 向 器是 数 百片梯 形 断面 的特 制铜 片和 硬 质 云母 片用 钢制 压 圈紧 固而 成 ，在 制造 时 经 过反 复 的冷 压 、热 压和 动压 形 成等 过程 。换 向片通 过升高片与转子线圈相连 ，片面上通过碳刷接触与外电 源相连。换向器有一中心支架 ，起固定作用 ，中心支架 包 括 一金 属 轴和 一绝 缘 环 ，换 向器 通过 金属 轴 与转 子轴 压 接 。 ２ 换 向器 的换 向原 理
２０１ ６年 第 ５期
直流 电机换 向器 常见故 障浅 谈
张 实 冷水江钢铁有限责任公司 ，湖南娄底 ４１ ７５００
摘 要 本 文 介 绍 了直 流 电机换 向器 的结 构 、换 向原 理 ，并就 直 流 电机在 公 司使 用 中换 向器部 位 出现 的一 些 问题 和 现 象进行 分析 ，并提 出解 决方 案及 维护 和保 养 的一 些方 法 关 键 词 换 向 器 ；换 向 故障 ；解 决方 案 ；维护 中图分 类号 ＴＭ３ 文献 标识 码 Ａ 文章 编号 ２０９５－６３６３（２０１６）０５－０１ ３９－０１
处理 方式 是 ：重 效中性 线 。
３．２ 机 械 缺 陷
滑 动 接 触 不 稳 定 ，换 向器 变 形 ，电机 的 振 动 或 外 来的机械冲击引起电刷下火花都称为机械火花 。
１）换 向器 变形 导 致换 向不 良。公 司几 条 轧 线上 都 出现 过 换 向器 整体 变 形 的 情况 ，由圆型 变 为 了椭 圆 型 ， 有 的是局 部 换 向片 突 出。特别 是 新 电机 ，由于换 向器 加 工制造 质 量差 所致 ，电机 承受 转 动惯 量和 换 向器 受 热后 变型 ，或 者 换 向器 紧 固螺 丝松 动 所致 ，对 这 种 原因 引起 的火 花 ，采用 换碳 刷 ，调 刷握 ，清 洁 或者 打 磨表 面 ，清 理槽 间灰 尘及 金属 粉沫 等技 术措 施 ，效 果不佳 。
处 理 方 式 ：电 机 下 线 ，上 车 床 车 屑 换 向器 表 面 ， 紧 固换 向器螺 丝 。
２） 换 向 器 升 高 片 断 排 。 这 种 故 障 在 公 司 一 台 １３５０ＫＷ的 电机 出现 几 次 ，该 电 机 运 行 电流 大 ，换 向器 温度 高 ，机 械振 动 ，电机 制 造工 艺 缺 陷等 ，导 致升 高 片 脱焊 或 断条 。
处 理 方 式 ：更 换 冷 却 包 ，降 低 电机 温 度 ，降低 电 流 限幅 值来 改变 电机运 行性 能 。更 主要 的 是对 升 高片进 行特 殊 处理 ：每 片 用胶 木棒 包 以羊 毛粘 绑 定 ，然后 用 树 脂胶加以粘合固定 ，以增强升高片抗振强度 。
３．３ 电化 学原 因带来 的损 失
１ 直流 电机 、换 向器 的结构
１．１ 直 流 电机 的结 构 直 流 电机 由定子 和 转 子组 成 。 １）直流 电机 静止 部
分称 作 定子 ，由主磁 极 、换 向极 、机 座和 电刷装 置等 组 成 ； ２）直流 电机 转动 部 分称 作 转 子 （通 常称 作 电枢 ），由 电 枢铁 心 和 电枢绕 组 、换 向器 、轴 和风 扇等 组 成 。
直 流 电动 机 具 有 较 大 的 启 动 转 矩 和 良好 的 起 动 、 制动 、调速 性 能 ，可 以在很 宽范 围 内平 滑 调速 ，能在 很 短 的时 间里 改 变转 向 ，同时还 具有 投 资成 本低 ，投 入 周 期短 等优 点 。所 以 ，目前 公司 大都 采用 直 流 电动机 来 传 动 ，六 条 轧钢 线 累计在 线 运行 的直流 电机 达 １２０台左 右 。 但直 流 电机 在 具有 这些 优 点 的 同时 ，有 着 它 的不 可避 免 的缺陷 ，如生存环境要求高、维护量大、维修不方便等 ， 优其突出的就是换 向器 的维护和使用难度大 ，电机 出的 问题 ９５％几 乎都 是 在换 向器 上 ，具 体 表现 为换 向困 难 ， 碳刷 打 火严 重等 。
换 向便 是 用 机 械 方 法 强 制 改 变 电路 连 接 ，使 绕 组 元 件 在极 短 时 间 内从一 条支 路 移入 另一 条 支路 ，从 而 使 该元 件 中的 电流 从一 数值 换至 另一 数值 。
３ 我 公 司直 流 电机换 向器 换 向常 见故 障及 处理
３．１ 电磁 故 障
作者 简介 ： 张 实，冷 水江 钢铁 有 限责任 公 司 。
承 载能 力越 来越 差 ，同等 电流 条件 下火 花越 变越 大 。 处理 方 式 ：一 般 调 整 工 艺 参 数 ，降低 电机 运 行 电
流 。用 到一 定程 度后 车 削换 向器表 面 。 ２）碳刷 中性 线偏 移 导致换 向器 换 向不 良 ，火花 大 。
这 种 情 况 一般 是 在 使 用过 程 出现 ，有 的 因 振 动 ，刷 杆 、 刷握移位 ；有的中型电机因为换底排碳刷不方便 ，转动 电机刷 盘方 式 更换 ，复 位 不准 所至 ，以及 维修 后 没效 准 所 致 。对பைடு நூலகம்中性 线不 准 的 电机 ，换 向性 能极 差 ，偏心 严重 等 。
由 于 电磁 原 因造 成 的换 向 不 良 ，如 换 向 极 强 度 不 适合 ，换 向磁 路 的饱和 ，电刷 中心位 置 不对 ，气 隙不 均 匀 ， 电刷性能不相适应 ，主磁场干扰 ，外加负荷不恰当等。
１）过 电 流 引起 换 向火 花 。过 载越 大 ，火 花 越 强 。 换 向片 上 因有烧 伤 痕迹 ，容 易破坏 表 层氧 化膜 而 使 电机
１．２ 换 向 器 的 结构 换向器是 由许多紧压在一起的换向片组成 ，每一
换 向片与相邻换向片之间 ，用云母绝缘 ，许多换向片组 合 成 圆筒 形 ，大 型直 流 电机 的换 向 器是 数 百片梯 形 断面 的特 制铜 片和 硬 质 云母 片用 钢制 压 圈紧 固而 成 ，在 制造 时 经 过反 复 的冷 压 、热 压和 动压 形 成等 过程 。换 向片通 过升高片与转子线圈相连 ，片面上通过碳刷接触与外电 源相连。换向器有一中心支架 ，起固定作用 ，中心支架 包 括 一金 属 轴和 一绝 缘 环 ，换 向器 通过 金属 轴 与转 子轴 压 接 。 ２ 换 向器 的换 向原 理
２０１ ６年 第 ５期
直流 电机换 向器 常见故 障浅 谈
张 实 冷水江钢铁有限责任公司 ，湖南娄底 ４１ ７５００
摘 要 本 文 介 绍 了直 流 电机换 向器 的结 构 、换 向原 理 ，并就 直 流 电机在 公 司使 用 中换 向器部 位 出现 的一 些 问题 和 现 象进行 分析 ，并提 出解 决方 案及 维护 和保 养 的一 些方 法 关 键 词 换 向 器 ；换 向 故障 ；解 决方 案 ；维护 中图分 类号 ＴＭ３ 文献 标识 码 Ａ 文章 编号 ２０９５－６３６３（２０１６）０５－０１ ３９－０１
处理 方式 是 ：重 效中性 线 。
３．２ 机 械 缺 陷
滑 动 接 触 不 稳 定 ，换 向器 变 形 ，电机 的 振 动 或 外 来的机械冲击引起电刷下火花都称为机械火花 。
１）换 向器 变形 导 致换 向不 良。公 司几 条 轧 线上 都 出现 过 换 向器 整体 变 形 的 情况 ，由圆型 变 为 了椭 圆 型 ， 有 的是局 部 换 向片 突 出。特别 是 新 电机 ，由于换 向器 加 工制造 质 量差 所致 ，电机 承受 转 动惯 量和 换 向器 受 热后 变型 ，或 者 换 向器 紧 固螺 丝松 动 所致 ，对 这 种 原因 引起 的火 花 ，采用 换碳 刷 ，调 刷握 ，清 洁 或者 打 磨表 面 ，清 理槽 间灰 尘及 金属 粉沫 等技 术措 施 ，效 果不佳 。