電機換向器產(chǎn)生火花的原因及其解決方法

　　換向火花產(chǎn)生的原因是多種多樣的，必須在眾多的因素中，找到主要原因，方能排除故障，改善換向；檢查換向惡化原因的方法，通常稱換向條件正?；瘷z查和調(diào)整，是直電機換向事故處理中常用方法。

　　電機換向器產(chǎn)生火花的原因十分復(fù)雜，有電磁方面的原因，也有機械和化學(xué)方面的原因，但是主要是電磁方面的原因，由于交軸電樞反應(yīng)使得磁場扭曲，其換向附加電產(chǎn)生電抗將換向片與電刷斷開處的空氣擊穿產(chǎn)生火花。如果是這一方面的原因，就要使得換向部件在使用的過程中保證電刷中性點的一致性。當(dāng)線圈通過電流后，會在磁鐵的作用下，通過吸引和排斥力轉(zhuǎn)動，當(dāng)它轉(zhuǎn)到和磁鐵平衡時，原來通著電的線較對應(yīng)換向器上的觸片就與電刷分離開，而電刷連接到符合產(chǎn)生推動力的那組線圈對應(yīng)的觸片上，這樣不停的重復(fù)下去，直流電動機就轉(zhuǎn)起來了。

　　而相對應(yīng)，如果是機械方面的原因，那就主要指換向偏心，電劇壓力不合適和電刷跳動等等。電化學(xué)方面的原因主要指有電過時，機械磨損明顯加快，當(dāng)電刷被突出的片絕緣頂起而不與換向表面接觸的瞬間要產(chǎn)生電弧，致使換向器銅片因高溫而燕發(fā)，產(chǎn)生純電磨損。那么，電機在運行的過程中，出現(xiàn)電火花的現(xiàn)象時，如何判斷內(nèi)部的電機換向器還能否正常運行。在這種時候，就需要保證勵磁線圈的磁極對稱

　　如何通過減少換向極來較少換向器火花的產(chǎn)生

　　保持電刷與換向設(shè)備良好的工作狀態(tài)，保持優(yōu)良的換向性能是保證電機安全的重要條件。通常情況下，電機無火花運行（或微弱的無害火花下運行），換向設(shè)備表面氧化膜均勻而有光澤，電刷與換向設(shè)備磨損輕微等均可認為是良好的換向性能的表征。

　　不同的換向火花對電機運行的影響和危害不同，為了確定換向火花對電機運行的影響和危害，首先需要了解什么是換向火花，其次就是需要換向火花的等級進行分類了解，處理。

　　換向火花，一般指的是電機中換向設(shè)備在換向的時候產(chǎn)生的電火花。GB755-87標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的火花等級，是用兩種方法加以判別的。一是電刷下火花特征，即火花大小、亮度和密集程度；該機選用PLC進行程序控制，雙伺服驅(qū)動進刀系統(tǒng)精細穩(wěn)定，主軸電機由變頻器控制，降低能耗，大功率工業(yè)吸塵器、可靠性高，并選用金剛車刀進行高速切削，經(jīng)久耐用。二是火花對換向設(shè)備表面和電刷的損害程度。具體分類如下：1級和11/4級火花是無害火花，11/2級火花雖然在換向設(shè)備和電刷表面產(chǎn)生輕微灼痕，但仍允許長期運行，不致造成對電機的威脅；2級火花的電弧能量較大，會造成對換向設(shè)備和電刷的灼傷，是有害火花，只允許在過載時短時出現(xiàn)；3級火花是危險火花，它能導(dǎo)致環(huán)火事故，不允許經(jīng)常出現(xiàn)。

　　換向器廠家一般會選擇通過減少換向極在減少換向火花的產(chǎn)生。說白了就是，電機電樞（也就是轉(zhuǎn)子）在工作中因通過電流而產(chǎn)生電樞磁場，該磁場造成定子磁場發(fā)生畸變，造成電機換向火花。根據(jù)電刷的電流密度以及換向器的速度如何選擇電刷型號①根據(jù)電機電壓選擇合適的電刷，高壓、小電流電機可選擇壓降較大的電化石墨電刷。而加裝換向極，串接到電樞回路中，并使換向極的磁場方向與電樞磁場方向相反，用換向極磁場抵消（實際上不能完全抵消，只是削弱了）電樞磁場，保證定子磁場不發(fā)生太大地畸變，保證電機換向。

　　換向器以及換向片在汽車電機中的重要作用

　　電機是汽車的必用零部件，在起動機、發(fā)電機、燃油泵、ABS系統(tǒng)、冷卻散熱系統(tǒng)、搖窗等部件上均有應(yīng)用，而換向器是汽車電機的重要組成部件，在汽車上應(yīng)用廣泛。現(xiàn)代的汽車中尤其是轎車大量采用新機械、新設(shè)備、極大地促進了電機的應(yīng)用，相應(yīng)地刺激了對換向器的需求。為了盡量減少這一“不可控因素”出現(xiàn)直接的影響，可事前進行以下處理措施：①控制電刷壓力，用測力計測量電刷壓力應(yīng)控制在40±4N范圍內(nèi)。

　　在汽車電機中，換向器的作用是在發(fā)電機狀態(tài)下將電樞繞組中產(chǎn)生的變電勢整流成電刷間的直流電勢；在電動機狀態(tài)下將輸入的直流電流逆變成電樞繞組中的交變電流，以產(chǎn)生單方向的電磁轉(zhuǎn)矩。

　　而換向片和絕緣片的結(jié)構(gòu)則決定了絕緣套筒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，換向片和絕緣片數(shù)量多且局部特征細小，使得絕緣套筒結(jié)構(gòu)復(fù)雜，整個換向器前處理時網(wǎng)格尺寸小，數(shù)量太大，計算困難。根據(jù)換向器結(jié)構(gòu)的循環(huán)對稱性，使用小循環(huán)對稱單元進行數(shù)值，在保證汽車電機精度需要的情況下可以節(jié)省大量人力和計算時間，并且只需要建立一個對稱單元的模型便可以觀察整個結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布狀況。更換負電刷時，應(yīng)將與負電刷連接的磁場線圈拆下，再將電刷的軟線纜與線圈的焊接處加熱，取下舊電刷。