直流电动机检修.ppt

中中航航工工业业新新航航 第十七学习单元第十七学习单元 直流电动机的维护与检修方法直流电动机的维护与检修方法中中航航工工业业新新航航直流电动机感性认识（图片）直流电动机感性认识（图片）中中航航工工业业新新航航一、概述一、概述 与异步电动机相比，直流电动机的结构复杂，使用和维护与异步电动机相比，直流电动机的结构复杂，使用和维护不如异步机方便，而且要使用直流电。不如异步机方便，而且要使用直流电。直流电机的优点：直流电机的优点：（1）调速性能好）调速性能好:调速范围广，易于平滑调节。调速范围广，易于平滑调节。（2）起动、制动转矩大，易于快速起动、停车。）起动、制动转矩大，易于快速起动、停车。（3）易于控制。）易于控制。应用：应用：（1）轧钢机、电气机车、无轨电车、中大型龙门刨床等调）轧钢机、电气机车、无轨电车、中大型龙门刨床等调 速范围大的大型设备。速范围大的大型设备。（2）用蓄电池做电源的地方，如汽车、拖拉机等。）用蓄电池做电源的地方，如汽车、拖拉机等。（3）家庭：电动缝纫机、电动自行车、电动玩具）家庭：电动缝纫机、电动自行车、电动玩具中中航航工工业业新新航航复习右手定则：复习右手定则：2.2.电磁力定律电磁力定律电磁力定律电磁力定律 ：载流导体在磁场中将会受到力的作用，若磁场与载流：载流导体在磁场中将会受到力的作用，若磁场与载流：载流导体在磁场中将会受到力的作用，若磁场与载流：载流导体在磁场中将会受到力的作用，若磁场与载流导体互相垂直导体互相垂直导体互相垂直导体互相垂直 ，作用在导体上的电磁力大小为：，作用在导体上的电磁力大小为：，作用在导体上的电磁力大小为：，作用在导体上的电磁力大小为：f=Bf=B l l i(i(电动势的方向见下图电动势的方向见下图电动势的方向见下图电动势的方向见下图)中中航航工工业业新新航航复习左手定则：复习左手定则：(力的方向见下图力的方向见下图)中中航航工工业业新新航航二、直流电机的工作原理二、直流电机的工作原理（一）直流电动机的基本工作原理（一）直流电动机的基本工作原理 1）直流电动机模型）直流电动机模型NSIIabcdU+电刷电刷磁极磁极电枢绕组电枢绕组转动方向转动方向换向片换向片直流电源直流电源电刷电刷换向器换向器电枢绕组电枢绕组中中航航工工业业新新航航2）直流电机的基本工作原理）直流电机的基本工作原理 a.电磁感应定律的应用（左手定则）电磁感应定律的应用（左手定则）b.换向器的作用：保证流入的磁极下的电流方向不变（直流电）换向器的作用：保证流入的磁极下的电流方向不变（直流电）c.基本工作原理基本工作原理 通过电刷将直流电源加到电动机换向器上，换向器与电枢线圈相通过电刷将直流电源加到电动机换向器上，换向器与电枢线圈相连，电枢中有电流流过，电枢电流受磁场作用力而使得电枢转动。由连，电枢中有电流流过，电枢电流受磁场作用力而使得电枢转动。由于电刷和换相器的作用，每一极性下的导体中的电流方向始终不变，于电刷和换相器的作用，每一极性下的导体中的电流方向始终不变，产生单方向的电磁转矩，使电枢向一个方向旋转，这就是直流电动机产生单方向的电磁转矩，使电枢向一个方向旋转，这就是直流电动机的基本工作原理。的基本工作原理。中中航航工工业业新新航航 同一台电机，既可作同一台电机，既可作电动机运行又可作发电机运电动机运行又可作发电机运行的原理，在电机理论中称行的原理，在电机理论中称为为可逆原理可逆原理。当原动机以某一转速拖当原动机以某一转速拖动转子（电枢）旋转，电枢动转子（电枢）旋转，电枢绕组切割磁力线，产生感应绕组切割磁力线，产生感应电动势，形成感应电流，通电动势，形成感应电流，通过电刷流过负载，实现机械过电刷流过负载，实现机械能转换成电能。能转换成电能。NSIIabcdU+这是输入这是输入机械转距机械转距这是输出电流这是输出电流Ia这是负载这是负载发电机：电枢电流与电枢电压方向相反，输入转距，输出电能发电机：电枢电流与电枢电压方向相反，输入转距，输出电能电动机：电枢电流与电枢电压方向相同，消耗电能，输出转距；电动机：电枢电流与电枢电压方向相同，消耗电能，输出转距；中中航航工工业业新新航航NS3 3）直流发电机的工作原理图直流发电机的工作原理图NSEE输出输出直流电直流电换换向向原动机原动机感应电动感应电动势、电流势、电流电磁转矩电磁转矩（阻转矩）（阻转矩）做功做功 电磁电磁 关系关系中中航航工工业业新新航航三、三、直流电动机的分类及其接线直流电动机的分类及其接线1、直流电动机的分类、直流电动机的分类(1)根据励磁线圈和转子绕组的联接关系，励磁式的直流电机根据励磁线圈和转子绕组的联接关系，励磁式的直流电机可细分为：可细分为：他励电动机：他励电动机：励磁线圈与转子电枢的电源分开。励磁线圈与转子电枢的电源分开。并励电动机：并励电动机：励磁线圈与转子电枢并联到同一电源上。励磁线圈与转子电枢并联到同一电源上。串励电动机：串励电动机：励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。复励电动机复励电动机：励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同一：励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同一电源上。电源上。中中航航工工业业新新航航1 1）.他励电动机他励电动机他励电动机他励电动机 励磁绕组和电枢绕组分别由两个直流电源供电。励磁绕组和电枢绕组分别由两个直流电源供电。励磁绕组和电枢绕组分别由两个直流电源供电。励磁绕组和电枢绕组分别由两个直流电源供电。UUfIaM+_+_If他励他励他励他励他励电机的励磁绕组与电枢绕组各自分开，励磁绕组由独立的直流电源供电，励磁电流If的大小只取决于励磁电源的电压和励磁回路的电阻，而与电机的电枢电压大小及负载无关。中中航航工工业业新新航航2 2）.并励电动机并励电动机并励电动机并励电动机 励磁绕组和电枢绕组并联，由一个直流电源供电。励磁绕组和电枢绕组并联，由一个直流电源供电。励磁绕组和电枢绕组并联，由一个直流电源供电。励磁绕组和电枢绕组并联，由一个直流电源供电。IaUM+_If+_IE并励并励并励并励并励电机的励磁绕组与电枢绕组相并联。励磁电流一般为额定电流的5%，要产生足够大的磁通，需要有较多的匝数。所以并励绕组匝数多，导线较细。并励发电机电压建立的首要条件就是其磁极必须有剩磁。中中航航工工业业新新航航3 3）.串励电动机串励电动机串励电动机串励电动机 励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。串励串励串励串励UIa+_IfM串励电动机的励磁绕组与电枢绕组相串联，如图所示。励磁电流与电枢电流相同，数值较大，因此，串励绕组匝数很少，导线较粗。中中航航工工业业新新航航4 4）.复励电动机复励电动机复励电动机复励电动机 励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同一电源上。同一电源上。同一电源上。同一电源上。复励复励U+_IMIa复励电机至少有两个励磁绕组，一个是串励绕组，另一个是并励或他励绕组。并励绕组起主要作用，匝数多，导线细；串励绕组起辅助作用。匝数少，导线粗。中中航航工工业业新新航航GIa+Ua+UfIf他他励励G+U并并励励G+UIfIIa串串励励GIfIa+UI复复励励自自励励中中航航工工业业新新航航中中航航工工业业新新航航2 2 直流电动机的接线直流电动机的接线首先要识别直流电动机的出线端标记首先要识别直流电动机的出线端标记绕组名称1965年1965-1980年1980年后始端末端始端末端始端末端电枢绕组 S1S2S1S2A1A2换向绕组 H1H2H1H2B1B2串联绕组 C1C2C1C2D1D2并励绕组 F1F2B1B2E1E2他励绕组 W1W2T1T2F1F2补偿绕组B1B2BC1BC2C1C2中中航航工工业业新新航航中中航航工工业业新新航航四、四、直流电动机的构造直流电动机的构造直流电机的额定数据主要有以下几种。直流电机的额定数据主要有以下几种。1、额定容量（功率）、额定容量（功率）PN（单位：（单位：KW）直流电动机直流电动机 PN=UNINN （输出机械能）（输出机械能）直流发电机直流发电机 PN=UNIN （输出电能）（输出电能）2、额定电压、额定电压UN（单位：（单位：V）在额定情况下，电刷两端输出（发电机）或输入（电动机）的电压。在额定情况下，电刷两端输出（发电机）或输入（电动机）的电压。3、额定电流、额定电流IN（单位：（单位：A）在额定情况下，电刷流入或流出的电流。在额定情况下，电刷流入或流出的电流。4、额定转速、额定转速nN（单位：（单位：r/min）在额定功率、额定电压、额定电流时电机的转速。在额定功率、额定电压、额定电流时电机的转速。5、额定励磁电流、额定励磁电流IfN（单位：（单位：A）6、铭牌上没有的额定值：、铭牌上没有的额定值：额定转矩额定转矩TN、额定效率额定效率N 其中其中TN=9.55 PN/nN N：在带额定负载运行是，输出机械功率与输入功率之比。：在带额定负载运行是，输出机械功率与输入功率之比。中中航航工工业业新新航航中中航航工工业业新新航航中中航航工工业业新新航航中中航航工工业业新新航航 直流电机主要由定子、转子两大部分组成(1)定子定子主要有：机座、主磁极、换向极和电刷装置四部分。机座既可用来作为安装电机所有零件的外壳，又是联系各磁极的导磁铁轭。机座既可用来作为安装电机所有零件的外壳，又是联系各磁极的导磁铁轭。主磁极是一个电磁铁，由主极铁心和主极线圈两部分组成。主磁极是一个电磁铁，由主极铁心和主极线圈两部分组成。换向极又称为附加极，装在两个主极之间，用来改善直流电机的换向。换向极又称为附加极，装在两个主极之间，用来改善直流电机的换向。直流电机通过电刷与换向器表面的滑动接触，把转动的电枢绕组与外电路相连。直流电机通过电刷与换向器表面的滑动接触，把转动的电枢绕组与外电路相连。中中航航工工业业新新航航(2)转子转子主要有：转轴、电枢铁心、电枢绕组和换向器四部分。转轴用来传递转矩，一般用合金钢锻压而成。转轴用来传递转矩，一般用合金钢锻压而成。电枢铁心是电机磁路的一部分，是承受电磁力电枢铁心是电机磁路的一部分，是承受电磁力作用的部件。作用的部件。电枢绕组的作用是产生感应电势和通过电流产生电磁转矩，实现机电能量转换。电枢绕组的作用是产生感应电势和通过电流产生电磁转矩，实现机电能量转换。换向器是直流电机的结构特征，其作用是机械整流。换向器是直流电机的结构特征，其作用是机械整流。中中航航工工业业新新航航 每一台直流电机上面都有一块铭牌，上面标注各种额定数据，说明该直流电机的型号、规格、性能，是用户合理选择和正确使用直流电机的依据。直流电机的铭牌数据直流电机的铭牌数据 铭牌数据都是生产厂家根据国家标准要求，设计和试验所得的一组反映电机性能的主要数据。中中航航工工业业新新航航中中航航工工业业新新航航中中航航工工业业新新航航中中航航工工业业新新航航中中航航工工业业新新航航中中航航工工业业新新航航中中航航工工业业新新航航中中航航工工业业新新航航中中航航工工业业新新航航五、五、直流电动机的维护与检修直流电动机的维护与检修1、直流电机解体与回装、直流电机解体与回装1）直流电机解体前记录机铭牌，将其记录在报告页中。直流电机解体前记录机铭牌，将其记录在报告页中。2）用）用500V摇表测量励磁绕组、电枢绕组对地绝缘电阻值并记录摇表测量励磁绕组、电枢绕组对地绝缘电阻值并记录。3）按拆卸顺序完整、无错地登记电机驱动端）按拆卸顺序完整、无错地登记电机驱动端/非驱动端零部件。非驱动端零部件。4）拆开直流电机轴伸端和非轴伸端的密封检查盖板）拆开直流电机轴伸端和非轴伸端的密封检查盖板。5)用弹簧称测量各个碳刷的工作压力，工作压力应在用弹簧称测量各个碳刷的工作压力，工作压力应在15-25Kpa。松开弹簧，将。松开弹簧，将所有碳刷从刷握中取出所有碳刷从刷握中取出,拆开拆开刷架刷架与与电枢电源电枢电源的连接线并的连接线并做好标记做好标记。6）用）用500V摇表测量绕组对地、电枢绕组对地以及电刷刷架对地的绝缘电阻值并摇表测量绕组对地、电枢绕组对地以及电刷刷架对地的绝缘电阻值并记录。记录。7）拆除直流电机后侧轴承油盖及端盖，拆端盖时要用顶丝顶出或用撬棍。）拆除直流电机后侧轴承油盖及端盖，拆端盖时要用顶丝顶出或用撬棍。8）刷架取出前做好标记，然后将刷架取出放好，注意在取出时防止刷架划伤换）刷架取出前做好标记，然后将刷架取出放好，注意在取出时防止刷架划伤换相器表面；拿出的刷架放置在安全处，防止损坏相器表面；拿出的刷架放置在安全处，防止损坏。9）用合适宽度的青壳纸包住整个换向器表面，并用白纱带绑好，防止后续工作）用合适宽度的青壳纸包住整个换向器表面，并用白纱带绑好，防止后续工作将其表面划伤将其表面划伤。中中航航工工业业新新航航 10）拆除直流电机前侧轴承油盖及端盖。）拆除直流电机前侧轴承油盖及端盖。11)将电机电枢小心地从定子膛中抽出，并摆放到专用托架上；注意在抽取电枢将电机电枢小心地从定子膛中抽出，并摆放到专用托架上；注意在抽取电枢的过程中，不要刮碰到电枢绕组、换向器及磁极绕组。的过程中，不要刮碰到电枢绕组、换向器及磁极绕组。12）电机回装顺序与电机解体顺序相反。电机回装顺序与电机解体顺序相反。中中航航工工业业新新航航中中航航工工业业新新航航六、六、直流电动机的常见故障与处理方法直流电动机的常见故障与处理方法直流电动机的常见故障与处理方法详见课本直流电动机的常见故障与处理方法详见课本P121 P122 表表17-3中中航航工工业业新新航航中中航航工工业业新新航航中中航航工工业业新新航航直流电动机按励磁方式不同直流电动机按励磁方式不同分哪几类？分哪几类？直流电动机有那些常直流电动机有那些常见故障见故障？