直流電機(jī)是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)檩S上輸出的機(jī)械能的電磁轉(zhuǎn)換裝置。由定子繞組通入直流勵磁電流,產(chǎn)生勵磁磁場,主電路引入直流電源,經(jīng)碳刷(電刷)傳給換向器,再經(jīng)換向器將此直流電轉(zhuǎn)化為交流電,引入電樞繞組,產(chǎn)生電樞電流(電樞磁場),電樞磁場與勵磁磁場合成氣隙磁場,電樞繞組切割合成氣隙磁場,產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。這是直流電機(jī)的基本工作原理。 右圖為簡單的兩極直流電機(jī)模型,由主磁極(勵磁線圈)、電樞(電樞線圈)、電刷和換向片等組成。固定部分(定子)上,裝設(shè)了一對直流勵磁的靜止的主磁級N、S,主磁級由勵磁線圈的磁場產(chǎn)生;旋轉(zhuǎn)部分(轉(zhuǎn)子)上,裝調(diào)電樞鐵芯與電樞繞組。電樞電流由外供直流電源所產(chǎn)生。定子和轉(zhuǎn)子之間有一氣隙。電樞線圈的首、末端分別連接于兩個圓弧型的換向片上,換向片之間互相絕緣,由換向片構(gòu)成的整體稱為換向器。換向片固定在轉(zhuǎn)軸上,與轉(zhuǎn)軸也是絕緣的。在換向片上放置著一對固定不動的電刷,當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時,電樞線圈通過換向片和電刷與外電路接觸(引入外供直流電源)。 直流電動機(jī)運行時,將直流電源接住在兩刷之間,電流方向為:N級下有效邊電流總是一個方向,而S級上有效邊中電流總是另一個方向,兩邊上受到的電磁力方向一致,電樞因而轉(zhuǎn)動。當(dāng)線圈有效邊從N級下(S級上)轉(zhuǎn)到S級上(N極下)下時,其中電流方向由于換向片而同時改變,而電磁力方向不變,使電樞受到一個方向不變的電磁轉(zhuǎn)矩,因而電機(jī)連續(xù)運行。
1、周圍應(yīng)保持干燥,其內(nèi)外部均不應(yīng)放置其他物件。電機(jī)的清潔工作每月不得少于一次,清潔時應(yīng)以壓縮空氣吹凈內(nèi)部的灰塵,特別是換向器、線圈連接線和引線部分。
2、換向器的保養(yǎng)
?。?)換向器應(yīng)是呈正圓柱形的表面,不應(yīng)有機(jī)械損傷和燒焦的痕跡。
?。?)換向器在負(fù)載下長期無火花運轉(zhuǎn)后,在表面產(chǎn)生一層褐色有光澤的堅硬薄膜,這是正?,F(xiàn)象,它能保護(hù)換向器的磨損,這層薄膜必須加以保護(hù),不能用砂布摩擦。
(3)若換向器表面出現(xiàn)粗糙、燒焦等現(xiàn)象時可用“0”號砂布在旋轉(zhuǎn)著的換向器表面進(jìn)行細(xì)致研磨。若換向器表面出現(xiàn)過于粗糙不平、不圓或有部分凹進(jìn)現(xiàn)象時應(yīng)將換向器進(jìn)行車削,車削速度不大于1.5m/s,車削深度及每轉(zhuǎn)進(jìn)刀量均不大于0.1mm,車削時換向器不應(yīng)有軸向移動。
?。?)換向器表面磨損很多時,或經(jīng)車削后,發(fā)現(xiàn)云母片有凸出現(xiàn)象,應(yīng)以銑刀將云母片銑成1~1.5mm的凹槽。
?。?)換向器車削或云母片下刻時,須防止銅屑、灰塵侵入電樞內(nèi)部。因為要將電樞線圈端部及接頭片覆蓋。加工完畢后用壓縮空氣做清潔處理。
3、電刷的使用
?。?)電刷與換向器的工作表面應(yīng)有良好的接觸,電刷壓力正常。電刷在刷握內(nèi)應(yīng)能滑動自如。電刷磨損或損壞時,應(yīng)以牌號及尺寸與原來相同的電刷更替之,并且用“0”號砂布進(jìn)行研磨,砂布面向電刷,背面緊貼換向器,研磨時隨換向器作來回移動。
?。?)電刷研磨后用壓縮空氣作清潔處理,再使作空載運轉(zhuǎn),然后以輕負(fù)荷(為額定負(fù)載的1/4~1/3)運轉(zhuǎn)1小時,使電刷在換向器上得到良好的接觸面(每塊電刷的接觸面積不小于57%)。
4、軸承的保養(yǎng)
(1)軸承在運轉(zhuǎn)時溫度太高,或發(fā)出有害雜音時,說明可能損壞或有外物侵入,應(yīng)拆下軸承清洗檢查,當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼珠或滑圈有裂紋損壞或軸承經(jīng)清洗后使用情況仍未改變時,必須更換新軸承。軸承工作2000~2500小時后應(yīng)更換新的潤滑脂,但每年不得少于一次。
?。?)軸承在運轉(zhuǎn)時須防止灰塵及潮氣侵入,并嚴(yán)禁對軸承內(nèi)圈或外圈的任何沖擊。
5、絕緣電阻
(1)應(yīng)當(dāng)經(jīng)常檢查步進(jìn)電機(jī)的絕緣電阻,如果絕緣電阻小于1MΩ時,應(yīng)仔細(xì)清除絕緣上的污物和灰塵,并用汽油、甲苯或四氯化碳清除之,待其干燥后再涂絕緣漆。
?。?)必要時可采用熱空氣干燥法,用通風(fēng)機(jī)將熱空氣(80℃)送入電動機(jī)進(jìn)行干燥,開始絕緣電阻降低,然后升高,最后趨于穩(wěn)定。
6、通風(fēng)系統(tǒng)
建議應(yīng)經(jīng)常檢查定子溫升,判斷通風(fēng)系統(tǒng)是否正常,風(fēng)量是否足夠,如果溫升超過允許值,應(yīng)立即停車檢查通風(fēng)系統(tǒng)。
直流電機(jī)轉(zhuǎn)子部分主要由電樞鐵心和電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸和風(fēng)扇等組成?! 。?)電樞鐵心 電樞鐵心作用有二,一個是作為主磁路的主要部分;另一個是嵌放電樞繞組。由于電樞鐵心和主磁場之間的相對運動,會在鐵心中引起渦流損耗和磁滯損耗(這兩部分損耗合在一起稱為鐵心損耗,簡稱鐵耗),為了減少鐵耗,通常用0.5mm厚的涂有絕緣漆的硅鋼片的沖片疊壓而成,固定在轉(zhuǎn)軸上。電樞鐵心沿圓周上有均勻分布的槽,里面可嵌入電樞繞組?! 。?)電樞繞組 電樞繞組是由許多按一定規(guī)律排列和聯(lián)接的線圈組成,它是直流電機(jī)的主要電路部分,是通過電流和感應(yīng)產(chǎn)生電動勢以實現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵性部件。線圈用包有絕緣的圓形和矩形截面導(dǎo)線繞制而成,線圈亦稱為元件,每個元件有兩個出線端。電樞線圈嵌放在電樞鐵心的槽中,每個元件的兩個出線端以一定規(guī)律與換向器的換向片相連,構(gòu)成電樞繞組?! 。?)換向器 換向器也是直流電機(jī)的重要部件。在直流發(fā)電機(jī)中,它的作用是將繞組內(nèi)的交變電動勢轉(zhuǎn)換為電刷端上的直流電動勢;在直流中,它將電刷上所通過的直流電流轉(zhuǎn)換為繞組內(nèi)的交變電流。換向器安裝在轉(zhuǎn)軸上,主要由許多換向片組成,片與片之間用云母絕緣,換向片數(shù)與元件數(shù)相等。