直流電動機故障診斷及維護

鄧朕紀（河北鋼鐵集團承德分公司，067000）

?

直流電動機故障診斷及維護

鄧朕紀
（河北鋼鐵集團承德分公司，067000）

摘要：通過對軋鋼飛剪直流電動機的常見故障分析，提出了一般故障的解決方案，對直流電機故障的判斷及日常維護具有一定的推廣作用。

關鍵詞：直流電動機;勵磁電流

0　前言

隨著科學技術的不斷提升，異步電動機由于其結構簡單，運行可靠，成本低廉，便于維護等特點正在逐步取代直流電動機，但是由于國內的大功率低轉動慣量異步電機的制造還不是很成熟，因直流電機具有響應快速、較大的起動轉矩、從零轉速至額定轉速具備可提供額定轉矩的性能，故在軋鋼生產中的大功率低轉動慣量的飛剪電機基本還是由直流電機所占有。

本文通過對軋鋼生產線飛剪電機的平時維護與故障診斷的分析，達到減少事故發生，為企業降低維護成本，提高產量，從而穩定生產的目的。

1　直流電機的冷卻及內部碳粉堆積、塵土問題的解決

1. 1 冷卻器的選擇

由于直流飛剪電機屬于啟停式電機，不是長時間運轉，故電機整體發熱量較小。電機生產廠在考慮成本的時候，生產電機一般都是配備風冷卻器，降低電機的整體成本從而增加競爭力，但是由于生產現場的環境問題，實際上原廠的風冷卻器并不適用于軋鋼廠的環境，故使用密閉空間的水冷卻器是保證電機溫度及減少外部塵土進入電機的有效措施。

1.2電機內部清理

建議將電機前后兩端觀察口改為有機玻璃封板，便于觀察電機內部的情況，根據現場使用的實際情況，定期用吸塵器對電機內部進行除塵及用工業酒精擦拭。

2　直流電機電阻及電抗

直流電機到廠后一定要求生產廠家提供電機參數，尤其是電機電阻及電抗（包括勵磁及電樞），因為現在許多軋鋼企業本身不具備修理電機的條件，電動機多數是外委維修，現在修理廠之間競爭激烈，導致修理電機質量參差不齊，修理后電機如果沒有原始參數對比，會發生電機的磁通減小等狀況，導致電機使用出現問題。

3　直流電機的換向系統狀態及要求

直流電機的換向故障是直流電機的常見故障，換向不好不但影響直流電機的正常工作，有時還會引起重大的電機事故，造成較大的經濟損失。

3.1換向器表面狀態

換向器表面應該是平滑、光亮、無任何明顯磨損，換向片倒角合適，用類似帆布進行擦拭時無明顯突兀點，換向片間距整齊排列。使用后電機換向器表面會有電刷留下整齊的偏白色的條痕，無碳刷的地方無明顯燒傷痕跡。

3.2直流電機電刷要求

電刷裝入刷握內要保證能夠上下自由移動，電刷側面與刷握內壁的間隙應在0.1-0.3毫米之間，以免電刷卡在刷握中因應間隙過大而產生擺動。刷握下端邊緣距換向器表面的距離應保證在2-3毫米范圍內，其距離過小，電機振動電刷握易觸傷換向刷；過大，電刷易顛動而導致損壞。

電刷使用前應進行研磨，要與換向器表面盡可能的貼合，有條件可以利用電機空轉進行進一步磨合，檢查基本吻合后再進行正常使用。

施于電刷上的彈簧壓力應盡可能均一，尤其是并聯使用的電刷，否則將導致各電刷負荷的不均，建議有新的刷握備件，用手感受彈簧的力，保證使用的刷握都具有接近的壓力。

根據每種電刷的要求，電刷磨去原高度2/3或1/2就需更換新的電刷。更換新電刷時，舊的電刷應全部從電機上取下，更換的新電刷在型號、規格上應和原用電刷相同。同一臺電機的換向器不允許混用兩種或兩種以上型號的電刷，防止出現火花。

4　直流電機產生火花的分析

直流電機電刷和換向器屬于滑動接觸，一般直流電機產生火花大部分是由于換向器及碳刷的安裝及裝配質量導致其產生火花，或者是由于電機振動較大產生火花。如果實際檢查中發現安裝質量沒有問題，電機震動也不大，就要在以下幾方面進行檢查：

首先測量電機的磁力中心線，一般都存在于電機修理后或者電機抽芯后產生。其次眼觀火花并不是環火，而是出現在某些換向片區域的，這要注意電樞繞組的短路或者斷路，如果火花不大，可以自行緊急處理，如果測量發現多片已經短路或者斷路，建議立即下線維修，防止故障擴大化。最后也可能是由于電樞內部接線接錯，導致產生火花，當線接錯后，測量電阻及電感會有明顯變化。

5　其他情況的分析及解決方法

由于設計原因，多數直流電機勵磁繞組沒有配置“放電電阻”，在勵磁繞組斷電時反電勢易擊穿勵磁繞組，或長期高負荷運行造成絕緣老化，如果是西門子6RA70控制的直流電機可以對勵磁整流器觸發角做限幅，當勵磁電流波動過大時，整流器沒有對觸發角進行限制。波動過大后會燒毀勵磁線圈。查看R034，根據ro34＝K250[%]*180/（-200）＋90，推出需要限幅的觸發角，100%對應于0°，0%對應于90°，-100%對應于180°，通過限制觸發角來限制勵磁電流，從而避免勵磁電流過大而燒毀勵磁線圈。

在正常生產的維護工作中，對電機的檢測手段不多，為降低電機故障率，建議在自動化系統中對電機運行狀態增加“故障預警”功能。可以增加CBP板與PLC系統進行通訊，采集勵磁電流、勵磁數據根據各線不同工藝狀況設置不同的偏差數據，并將讀取到監控畫面進行數據實時顯示和歸檔。通過編程設定勵磁電流、勵磁偏差的上下限，超過限幅值后報警。另外在日常維護工作中要定期對繞組的直阻和對地絕緣狀態進行檢查，以提前發現問題。

6　結束語

直流電機運行常見故障是復雜的，在實際運行中，往往一個故障現象與多個因素有關，只有在實踐中認真總結經驗，仔細觀察、檢測、診斷、分析，方能找到準確的原因，做出正確的處理方案，起到事半功倍的效果。

Fault diagnosis and maintenance of DC motor

Deng Zhenji
（Hebei iron and Steel Group Chengde branch，067000）

Abstract：Through the analysis of the common faults of the DC motor of the rolling mill， the solution of the common fault is put forward，which has certain promotion effect on the judgment of the fault of the DC motor and the daily maintenance.

Keywords：DC motor;exciting current