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直流電機電樞繞組損壞的測定

【摘要】本文介紹了直流電機電樞繞組損壞的測定方法,并對直流電機電樞繞組損壞的測定方法進行了歸納總結。
  【關鍵詞】直流電機 電樞繞組損壞
  
  一、直流電機的工作原理
  
  1.直流電動機的工作原理
  從圖1可以看出,電刷A為電源正極,B為電源負極,在N極作用下導體ab中的電流是從a流向b,在S極的作用下導體cd中的電流是從c流向d。因此,在ab和cd兩導體都要受到電磁力Fde的相互作用。根據左手定則判斷出ab導體的受力方向是向左,而cd導體的受力方向是向右。在同一磁場作用,在導體中同一電流作用下,ab導體和cd導體所受電磁力的大小相等方向相反。這樣,線圈上就受到了電磁力的作用而按逆時針方向轉動了。當線圈轉到磁極的中性面上時,線圈中的電流等于零,F為零,但是由于電動機轉子慣性的作用,線圈繼續轉動。線圈轉過半圈后,雖然ab與cd的位置調換了,但ab導體轉到S極,受到S極的作用,cd導體轉到N極,受到N極作用。由于受到換向片和電刷的作用,轉到N極下的cd導體中電流方向也變了,是從d流向c,在S極下的ab導體中的電流則是從b流向a。但是,電磁力Fdc的方向仍然不變,線圈仍然受力按逆時針方向轉動。可見,分別處在N、S極的作用下,導體中的電流方向總是不變。因此,線圈兩個邊的受力方向也不變,線圈就按某一個方向不停的轉動。
  2.直流發電機的工作原理
 
  直流發電機是由原動機拖動旋轉發電的。如圖2所示,電刷A、B分別與兩個換向片接觸,在A、B兩電刷之間輸出的是直流電。當線圈的ab導體在N極作用下逆時針運動時,利用右手定則判定這時所產生的感應電流方向是從b指向a。這時線圈的cd導體則是在S極作用下逆時針方向運動,同理也是用右手定則判斷,cd導體中的感應電流方向是從d指向c。從整個線圈來看,感應電流的方向是d-c-b-a。因此,和線圈a端連接的銅片1和電刷A是處于電源正極;而和線圈的d端相連接的銅片2和電刷B是處于電源負極。如與外電路相接,那么線圈中的交變電流經換向器和電刷A流入負載,且為直流電流。
  當線圈的ab邊轉到S極作用下時,cd邊就轉到N極作用下,利用右手定則判斷這時線圈cd導體中產生的感應電流的方向是從c到d,而ab導體轉到了S極作用下,感應電流的方向則是由a到b。由于電刷在空間是不動的,因此和線圈d端連接的銅片2和電刷A接觸,則為正電位。而與線圈a端連接的銅片1則和電刷B接觸,則為負電位仍然是負。接通外電路時,電流仍然是從電刷A經負載流入電刷B,如與外電路相接,那么線圈中的交變電流經換向器和電刷A流入負載,且為直流電流。
  綜上所述,當線圈不停轉動時,雖然兩個電刷接觸的線圈邊不停的改變,但是,電刷A始終接的是正電位,電刷B始終接的是負電位。因此,負載上得到的是直流電壓和直流電流。二、電機繞組損壞的測定
  
  1.電樞繞組接地的檢測
  逐片用毫伏表檢測。用低壓直流電源(或電池)配合毫伏表來測出接地線圈。將毫伏表一端接于軸上,另一端接于換向片上,如毫伏表有偏轉,則表示有接地故障,然后將毫伏表接換向片的另一端,依次移動,當表中指數為零時,則接于此片的線圈或換向片接地。短路測試器法。將電樞放在短路測試器上,再將毫伏表的一根引線放于換向器片上,另一根引線放于軸上,當毫伏表有讀數時,則連接該片之線圈有接地處。
 
  2.電樞繞組短路的測定
  (1)電壓降法。檢查時,將有故障的電樞放在支架上,對相對兩換向片間通入低壓直流電,用直流毫伏表依次測量相鄰兩換向片間電壓,若毫伏表讀數呈周期性變化,表示接在換向片上的線圈是良好的;若讀數突然變小或為零,則接于這兩換向片間的線圈中就存在短路。對于四極的波繞組,由于繞組是經過兩個線圈串聯后再回到相鄰的換向片上,若其中一個線圈發生短路時,接在相鄰換向片上的毫伏表讀數會降低近一半,便無法分辨是哪一個線圈短路,此時應將毫伏表跨界到距離相當一個換向器節距(Yk)的兩個換向片上,即可只是出短路故障發生在哪個線圈上。(2)毫伏表法。用一對探針將低壓直流電加在相鄰兩個換向片間,再用另一對探針連接的直流毫伏表,測量其短路或接通的電動勢,則電動勢值小的一對換向片所連接的線圈,即是短路線圈。為防止損壞毫伏表,應先將接通電源的探針接到換向片上,之后再將毫伏表的探針接到換向片上;取下時順序相反。(3)短路測試器法。將電樞放在短路測試器上。當線圈或換向片有短路時,放在電樞槽口上的薄鐵片即振動,并發出“吱吱”聲。若為疊繞組時,薄鐵片在兩個槽口振動;若為波繞組時,薄鐵片在2P個槽上振動。
  3.電樞繞組開路的測定
  (1)毫伏表法。檢查時,將電樞取出,將直流電源加到兩相對的換向片上,毫伏表跨接在兩相鄰的換向片上。若毫伏表的讀數突然升高,即表明接在該兩換向片間的線圈開路。短路測試器法。將電樞放在短路測試器上,以一只交流毫伏電壓表檢查上面兩塊換向片。轉動電樞,繼續檢查相鄰的換向片,也可逐次移動毫伏表的引線。當毫伏表無讀數時,即表明接至該兩相鄰換向片的線圈開路。也可用一條導線代替毫伏表,去短接兩個相鄰的換向片。當導線端無火花時,即表明該處線圈開路。
  4.電樞繞組錯接的檢測
  毫伏表法。電樞繞組錯接于嵌反,常發生在重繞的電樞上。在單波和雙疊繞組嵌線過程中,最易發生引線端放錯位置,即將換向器節距搞錯,其中分個別線圈的換向器節距接錯及換向器節距全部接錯。可用毫伏表檢查換向片間的電壓來確定接錯的部位,如間隔一個線圈的兩個線圈所接換向片間毫伏表均出現2倍于正常偏轉的指示,而中間那個線圈卻產生反向電動勢,則為十字反接。或者說在換向片3、4之間測量時,若毫伏表指針反轉,其它各處指示均正常,則表明換向片3、4間接反,糾正即可。(2)指南針法。用指南針沿通電的電樞繞組依次移動,若移動過程中指南針方向突然反向,則表明該處線圈接反。當用毫伏表或指南針檢測各換向片間電壓,其變化不規則,時有時無或指南針方向變動不定,則表明換向器節距全部接錯,應重新放置。
  
  參考文獻:
  [1]教育部高職高專規劃教材.電機及拖動.高等教育出版社,2004-4.
  [2]全國高等職業技術院校電工類教材.電機原理與維修.中國勞動社會保障出版社,2004.2.

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