直流电动机以其良好的起动性能和调速性能著称。但是它与交流电动机相比,结构较复杂、成本较高、维护不便、可靠性稍差;尤其是换向问题,使得它的发展和应用受到限制。近年来,由于电力电子技术的迅速发展,与电力电子装置结合而具有直流电动机性能的电机不断涌现。但是,交流调速技术替代直流调速还需要经历一个较长的过程。因此,在比较复杂的拖动系统中,仍有很多场合要使用直流电动机。目前,直流电动机仍然广泛应用于冶金、矿山、交通、运输、纺织印染、造纸印刷、制糖、化工和机床等工业中需要调速的设备上。
各种常用直流电动机的用途见表5-1,供选用时参考。
2.直流电动机电刷的选用
正确地选用电刷,对改善换向有很重要的意义。一般来说,碳-石墨电刷接触电阻最大,石墨电刷和电化石墨电刷次之,青铜-石墨电刷和紫铜-石墨电刷接触电阻最小。为减小附加换向电流,宜选用接触电阻大的电刷,但这时电刷接触压降将增大,随之,很可能发热也增大;另一方面,接触电阻较大的电刷其允许的电流密度一般较小,因而增加了电刷的接触面积和换向器的尺寸。因此,选用电刷时应考虑接触电阻、允许电流密度和最大速度(单位为M/S),权衡得失,参考经验,慎重处之。通常,对于换向并不困难的中、小型直流电机,多采用石墨电刷或电化石墨电刷;对于换向比较困难的直流电机,常采用接触电阻较大的碳-石墨电刷;对于低压大电流直流电机,则常采用接触电压降较小的青铜-石墨电刷或紫铜-石墨电刷。对于换向问题严重的大型直流电机,电刷的选择应以电机制造厂的长期试验和运行经验为依据。
在更换电刷时,还应注意选用同一牌号的电刷或特性尽量相近的电刷,以免造成各电刷间电流分配不均匀而产生火花。
3.改变直流电动机转向的方法
直流电动机旋转方向由其电枢导体受力方向来决定,当电枢电流的方向或磁场的方向(即励磁电流的方向)两者之一反向时,电枢导体受力方向即改变,电动机旋转方向随之改变。但是,如果电枢电流和磁场两者方向同时改变时,则电动机的旋转方向不变。
在实际工作中,常用改变电枢电流的方向来使电动机反转。这是因为励磁绕组的匝数多,电感较大,换接励磁绕组端头时火花较大,而且磁场过零时,电动机可能发生“飞车”事故。
4.直流电动机使用前的准备及检查
1)清扫电机内部及换向器表面的灰尘、电刷粉末及污物等。
2)检查电机的绝缘电阻,对于额定电压为500V以下的电机,若绝缘电阻低于0.5MΩ时,需进行烘干后方能使用。
3)检查换向器表面是否光洁,如发现有机械损伤、火花灼痕或换向片间云母凸出等,应对换向器进行保养。
4)检查电刷边缘是否碎裂、刷辫是否完整,有无断裂或断股情况,电刷是否磨损到最短长度。(www.xing528.com)
5)检查电刷在刷握内有无卡涩或摆动情况、弹簧压力是否合适,各电刷的压力是否均匀。
6)检查各部件的螺钉是否紧固。
7)检查各操作机构是否灵活,位置是否正确。
5.直流电动机运行中的维护
1)注意电机声音是否正常,定子、转子之间是否有摩擦。检查轴承或轴瓦有无异声。
2)经常测量电机的电流和电压,注意不要过载。
3)检查各部分的温度是否正常,并注意检查主电路的连接点、换向器、电刷刷辫、刷握及绝缘体有无过热变色和绝缘枯焦等不正常气味。
4)检查换向器表面的氧化膜颜色是否正常,电刷与换向器间有无火花,换向器表面有无碳粉和油垢积聚,刷架和刷握上是否有积灰。
5)检查各部分的振动情况,及时发现异常现象,消除设备隐患。
6)检查电机通风散热情况是否正常,通风道有无堵塞不畅情况。
6.使用串励直流电动机的注意事项
因为串励直流电动机空载或轻载时,IF=IA≈0,磁通Φ很小,由电路平衡关系可知,电枢只有以极高的转速旋转,才能产生足够大的感应电动势EA与电源电压U相平衡。若负载转矩为零,串励直流电动机的空载转速从理论上讲,将达到无穷大。实际上因电机中有剩磁,串励直流电动机的空载转速达不到无穷大,但转速也会比额定情况下高出很多倍,以致达到危险的高转速,即所谓“飞车”,这是一种严重的事故,会造成电动机转子或其他机械的损坏。所以,串励直流电动机不允许在空载或轻载情况下运行,也不允许采用传动带等容易发生断裂或滑脱的传动机构传动,而应采用齿轮或联轴器传动。
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