直流电机使用维护说明书

直流电机使用维护说明书

目录

1 概述

2 电机的起运、安装及校正 3 使用说明 4 维护说明

5 主要故障与排除措施

1 概述

直流电机是将直流电能与机械能相互转换的旋转电机，它具有优良的调速特性，调速平滑、方便、用途十分范围宽广；它具有过载能力大，能承受频繁的冲击负载；它具有能实现频繁的无级快速起动、制动和反转，能满足各种生产过程自动化系统不同的特殊运行特点的要求；它广泛用于冶金、矿山、交通运输、纺织、印染、造纸、印刷、水泥、化工、机床、风机等行业。

Z2系列使用于恒速或调速范围不大于2：1的电力拖动系统中，为自扇冷结构。

ZO2系列用于多尘埃及金属切削等场合，为全封闭结构。

ZT2系列用于削弱磁场向上恒功率调速，调速范围为1：3及1：4的电力拖动中。

Z2C 系列用于船舶恒速电力拖动系统中，也可作为海洋或内河船舶各种辅机电力拖动和供电电源之用。

Z3系列用于恒速或转速调节范围不大于3：1的电力拖动系统中，有自扇冷却和强迫通风结构两种。

Z4系列采用全迭片结构，适用于静止整流电源供电，具有转动惯量小，有较好的动态性能，为强迫通风结构，也可以用作管道通风或空水冷结构。

ZSL4系列为自扇冷结构, 可弱磁恒功率向上调速，达额定转速的1-2倍。已生产电机的机座号132--200，共3个机座号。

ZBL4、ZLZ4系列采用全封闭结构，机座带散热片。用于多尘埃的场合。

ZZJ-800系列能承受频繁的起动、制动、正反转，过载能力大，用于金属轧机的辅传动机械及冶金起重，有全封闭结构，有强迫通风结构和空水冷结构。过载能力为3倍左右。

ZZJ-900系列具有ZZJ-800系列的特点, 且转动惯量为ZZJ-800系列的60%。

Z 系列中型直流电动机可用于普通工业和传动金属轧机及其辅助机械，有强迫通风结构和空水冷结构。

ZSN4系列为水泥回转窖主传动专用直流电机，有强迫通风结构和管道通风结构。

2 电机的起运、安装及校正

2．1 电机的起运

2．1．1 运输及拆箱时应遵守" 小心轻放" 、" 切勿倒置" 等说明。

2．1．2 运输过程中应避免剧烈震动或与它物相碰撞。

2．1．3 吊运时应使用机座上的吊攀，不许将钢丝绳套在轴伸上吊运电机。

2．1．4 当沿着垂直方向吊运时，机身应保持水平，当沿着水平方向移动时，应在电机底脚下垫底板后再放滚筒，且不得在歪斜情况下拖动。

2．2 电机的安装

电机应安装在必须保证所需冷风量的进出不受阻碍的场所，且排出的热空气不能直接进入进风口。电机安装的基础或安装结构应保证有足够的强度和刚度，以避免电机运行时可能产生不正常的振动、噪声及人身、设备事故等。

2．3 电机的校正

电机在基础上安放好后，首先进行水平校正，可用普通水平仪校正电机的纵向和横向水平，水平偏差不应大于0.15mm/m。

其次，再进行与之相联接的传动装置的校正，若为皮带传动，则电机的皮带轮轴线与拖动机械皮带轮的轴线必须保持平行，同时还要将两皮事轮宽度的中心线调整到垂直于两轴线的同一平面上，若为联轴器传动，一般是以传动装置为准调整两联轴器，使之两联轴器的中心线调整在一条直线上。如此，可避免轴承损坏及转子的振动。

电机的校正可借助于在电机底脚下垫以适当厚度的垫片来实现。

3 使用说明

3．1 电机的起动准备工作

电机在启箱安装后投入运行前或经长期搁置，重新投入运行前，须用下列起动准备工作。

3．1．1 用小于2.02×105Pa 的压缩空气吹净附着于电机内外各部的灰尘、泥垢及去除不属于电机的任何物件，对于新电机应去掉在风窗处包装纸。

3．1．2 检查轴承润滑脂是否洁净、适量，润滑脂占轴承室体积的三分之二为宜。

3．1．3 用柔软、干燥而无绒毛的布块擦试换向器表面，并检视其是否光洁，如有油污，则可蘸汽油少许拭净之。

3．1．4 检查电刷压力是否正常均匀（1.47×104-2.45×104Pa±10%），刷握的固定是否可靠，电刷在刷握内是否太紧或太松，及其与换向器的接触是否良好（接触面积应不小于75%）。

3．1．5 检查在刷杆座上是否标有电刷位置的记号。

3．1．6 用手转动电枢，检查是否阻塞或在转动时是否有撞击或磨擦之声。

3．1．7 接地装置是否良好。

3．1．8 用500V 兆欧表测量绕组对机壳的绝缘电阻，如小于1MΩ，则必须进行干燥处理。

3．1．9 电机出线与磁场变阻器，起动器等相互联接是否正确，接触是否良好。

3．2 电动机的起动

3．2．1 检查线路情况（包括电源、控制器、接线及测量仪表的联接等），起动器的弹簧是否灵活，接触是否良好，转动臂是否在开断位置。

3．2．2 在恒压电源供电时，需用起动器起动。闭合线路开关，在电动机负载下，开动起动器，在每个触点上停留约2S 直至最后一点，转动臂被低压释放器吸住为止。

3．2．3 电动机在单独的可调电源供电时，先将激磁通电达满激磁电流，并将电源电压降低至最小，然后闭合电枢回路接触器，逐渐升高电压，达额定值或达所需转速。

3．2．4 若为外通风电机，必需先将鼓风机开动。若为空水冷却器电机，必需先起动空水冷却器。

3．2．5电机与生产机械的联轴器先别连接，输入额定电枢电压≤10%的电压，确定电机与生产机械转速方向是否一致，一致时表示接线正确。

3．2．6 电动机换向端带测速机时，电机启动后，应检查测速机输出极性，该极性与控制屏极性应一致。若为替代电机，电机启动后应重新确定测速机的输出极性，将相同极性连接控制屏。

3．2．7 电机启动完毕应观察换向器上有无火花，火花等级是否超标，火花等级在标准范围内即可放心使用。

3．3 电动机的调速

3．3．1 恒功率削弱磁场向上调速，可调节串联于磁场调速器，直至转速达所需之值，但不得超过技术条件所允许最高转速。

3．3．2 自通风他激电动机，转矩随转速降低而减少，需先削弱磁场使电机转速升高，1500r/min电机升高至1700r/min，1000r/min电机升高至1200r/min 再降低电枢电压使转速达到所需之值。外通风（或空水冷却器）他激电动机，不需削弱磁场后，再向下调速，为恒转矩。

3．4 电动机的停机

3．4．1 如为变速电动机，先将转速降到最低值。

3．4．2 去掉电动机负载（除串励电动机外）后切断线路开关，此时起动器的转动臂应立即被弹至开断位置或打开主回路接触器。

3．4．3 切断磁场回路，励磁绕组不允许在停车后长期通额定电流。

3．4．4 带空水冷却器或外鼓风电机，则关闭冷却器或停止吹风。

3．5 接线图

电机绕组线端标记和旋转方向按国家标准GB1971-80《电机线端标志与旋转方向》的规定。 A1 A2-电枢绕组 B1 B2-换向极绕组 D1 D2-串励绕组 E1 E2-并励绕组 F1 F2-他励绕组（A 组） F5 F6-他励绕组（B 组）

3．5．1 Z2及Z2C 系列直流电机接线原理图（旋转方向从轴伸端视）

(点击放大浏览)

3．5．2 Z4及ZZJ-800系列直流电动机接线原理图（旋转方向从轴伸端视）

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3．5．3 Z系列中型直流电动机（他励）出6个线端1B1、2B2、F1、F2、F5、F6。

3．5．3．1 励磁电压220V （旋转方向从换向器端视）

3．5．3．2 励磁电压110V

4 维护说明

电动机在运转中应定期进行检查，检查时应特别注意下列事项：

4．1 电动机周围应保持清洁干燥，其内外部均不应放置其他物件。

电动机的清洁工作每月不得少于一次，清洁时应以压缩空气吹净内部的灰尘，特别是换向器、线圈联接线和引出线部份。

4．2 换向器的保养

4．2．1 换向器应是呈正圆柱形光洁的表面，不应有机械损伤和烧焦的痕迹。

4．2．2 换向器在负载下经长期无火花运转后，在表面产生一层暗褐色有光泽的坚硬薄膜，这是正常现象，它能保护换向器的磨损，这层薄膜必须加以保持，不能用砂布磨擦。

4．2．3．若换向器表面出现粗糙、烧焦等现象时可?quot;0" 号砂布在旋转着的换向器表面上进行细致研磨。若换向器表面出现过于粗糙不平、不圆或有部份凹进现象时应将换向器进行车削，车削速度不大于1.5m/s，车削深度及每转进刀量均不大于0.1mm ，车削时换向器不应有轴向位移。

4．2．4 换向器表面磨损很多时，或经车削后，发现云母片有凸出现象，应以铣刀将云母片铣成1-1.5mm 的凹槽。

4．2．5 换向器车削或云母片下刻时，须防止铜屑、灰尘侵入电枢内部。因而要将电枢线圈端部及接头片盖复。加工完毕后用压缩空气作清洁处理。

4．3 电刷的使用

4．3．1 电刷与换向器工作面应有良好的接触，电刷压力正常为0.15-0.25Kgf/cm2。电刷在刷握内应能滑动自如，其与刷盒之间间隙应适量（0.15mm 左右）。电刷磨损或损坏时，应以牌号及尺寸与原来相同的电刷更替之，并且用"0" 号砂布进行研磨，砂面向电刷，背面紧贴于换向器，研磨时随换向器作来回移动。

4．3．2 电刷研磨后用压缩空气作清洁处理，再使电动机作空载运转，然后以轻负载（为额定负载的1/4--1/3）运转1小时，使电刷在换向器上得到良好的接触面（每块电刷的接触面积不小于75%）。

4．4 轴承的保养

4．4．1 轴承在运转时温度太高，或夹有不均匀有害杂声时，说明轴承可能损坏或有外物侵入，应拆下轴承清洗检查，当发现钢珠、钢粒或滑圈有裂纹损坏或轴承经清洗后使用情况仍未改变时，必须更换新轴承。用拉杆在冷态时从转轴上取下不良的轴承，新轴承要用汽油洗净，放在油槽内预热到80-90℃，然后套入转轴。轴承安装后，在轴承盖油室内填入约等于2/3空间的润滑脂。轴承工作2000-2500小时后应更换新的润滑脂，但每年不得少于一次，同时应防止异物夹入润滑脂。

4．4．2 轴承在运转时须防止灰尘及潮气侵入，并严禁对轴承内圈或外圈的任何冲击。

4．5 绝缘电阻

4．5．1 应当经常检查电动机的绝缘电阻，如果绝缘电阻小于1MΩ时，应仔细清除绝缘上的脏物和灰尘，并用汽油、甲苯或冷的四氯化碳（Ccl4）清除之，待其干燥后再涂绝缘漆。

4．5．2 必要时可采用热空气干燥法，用通风机将热空气（80℃）送入电动机进行干燥，开始绝缘电阻降低，然后升高，最后趋于稳定。

4．6 通风系统

应经常检查定子温升，判断通风系统是否正常，风量是否足够，（或冷却器是否正常运行），

如果温升超过允许值，应立即停车检查通风系统。

自通风，强迫通风，或管道通风电机时进风温度应≤40℃

带空水冷却器的进水温度应≤32℃

带鼓风机强迫通风的电机，如果鼓风机上带过滤空气尘埃的过滤网灰尘太多，应清洗过滤网或更换之。过滤网灰尘太多会照成电机运行时温度增高。

空水冷却器的顶部不允许放置另外物件或覆盖，并应保持清洁。

5 主要故障与排除措施

第三章 直流电机的稳态运行

3-1 直流发电机是如何 发出直流电的？如果没有换向器，直流发电机能否发出直流电？ 3-2“直流电机实质上是一台装有换向装置的交流电机”，你怎样理解这句话？ 3-3试判断下列情况，电刷两端电压的性质：

（1） 磁极固定，电刷与电枢同时旋转；（2）电枢固定，电刷与磁极同时旋转。

3-4 直流电机有哪些激磁方式？各有何特点？不同的激磁方式下，负载电流、电枢电流与激磁电流有何关系？

3-5 直流电机由哪些主要部件组成？其作用如何？ 3-6一台Z 2型直流电动机，额定功率为P N =160千瓦，额定电压U N =220伏，额定效率ηN =90%，额定转速n N =1500转/分，求该电机的额定电流？ 3-7一台Z 2型直流发电机，额定功率为P N =145千瓦，额定电压U N =230伏，额定转速n N =1450转/分，求该发电机的额定电流？

3-8一台四极直流电机，采用单迭绕组，问：

① 若取下一只或相邻两只电刷，电机是否可以工作？ ② 若只用相对两只电刷，是否可以工作？ ③ 若有一磁极失去励磁将产生什么后果？

3-9 直流发电机和直流电动机的电枢 电动势的性质有何区别，它们是怎样产生的？直流发

电机和直流电动机的电磁转矩的性质有何区别，它们又是怎样产生的？

3-10 直流电机的电枢电动势和电磁转矩的大小取决于哪些物理量，这些量的物理意义如何？

3-11 把一以他激发电机的转速提高20%，空载电压会提高多少（激磁电阻保持不变）？若是一台并激发电机，则电压升高得多还是少（激磁电阻保持不变）？ 3-12何谓电枢反应？电枢反应对气隙磁场有何影响？公式E a =C e Φn

和T em =C T ΦI a 中

的Φ应是什么磁通？

3-13直流电发电机和直流电动机的电枢反应有哪些共同点？有哪些主要区别？

3-14换向元件在换向过程中可能出现哪些电动势？是什么原因引起的？对换向各有什么影响？

3-15造成换向不良的主要电磁原因是什么？采取什么措施来改善换向？

3-16换向磁极的作用是什么？它装在哪里？它的绕组如何激磁？

3-17 一台四极直流发电机，单迭绕组，每极磁通为3. 79⨯106马，电枢总导体数为152根，转速为1200转/分，求电机的空载电动势？

3-18 一台四极直流电动机，n N =1460转/分，Z=36槽，每槽导体数为6，每极磁通为

Φ=2. 2⨯106马，单迭绕组，问电枢电流为800安时，能产生多大的电磁转矩？

3-19试比较直流发电机和直流电动机的电动势、功率和转矩平衡关系？

3-20. 判断直流电机运行状态的依据是什么？何时为发电机状态？何时为电动机状态？ 3-21 试述并激直流发电机的自激过程和自激条件？

3-22在实际应用中，如果并激直流发电机不能自激建压，试分析可能产生的原因，怎样检查，应采取哪些措施？

3-23并激直流发电机正转能自激，反转能否自激？为什么？如果反接励磁绕组，电机并以额定转速反转，这种情况能否自激建压？

3-24 试解释他激和并激发电机的外特性为什么是一条下倾的曲线？

3-25 并激直流电动机的起动电流取决于什么？正常工作时的电枢电流又决定于什么？ 3-26并激直流电动机起动时，常把串接于激磁回路的磁场变阻器短接，为什么？若在起动时，激磁回路串入较大电阻，会产生什么现象？

3-27并激直流电动机在运行时励磁回路突然断线，问电机有剩磁的情况下会有什么时候后果？若在起动时就断线，又会出现什么后果？

3-28 一台并励直流发电机，励磁回路电阻R f =44Ω, 负载电阻R L =4Ω，电枢回路电阻

R a =0. 25Ω，端电压U=220V。

试求：（1）励磁电流I f 和负载电流I ；

（2）电枢电流I a 和电动势E a （忽略电刷电阻压降）； （3）输出功率P 2和电磁功率P em 。

3-29一台并励直流发电机，P N =35kW , U N =115V , n N =1450r /min ，电枢回路电阻

R a =0. 0243Ω，一对电刷压降2∆U b =2V ，励磁回路电阻R f =20. 1Ω，求额定时的电

磁功率和电磁转矩？

3-30 一台并励直流电动机，P N =17kW , U N =220V , n N =3000r /min, I N =88. 9A ，电枢回路总电阻R a =0. 114Ω，励磁回路电阻R f =181. 5Ω，忽略电枢反应的影响，求： （1）电动机的额定输出转矩？ （2）额定负载时的电磁转矩； （3）额定负载时的效率；

（4）在理想空载时（I a =0）的转速；

（5）当电枢回路中串入一电阻R=0.15Ω时，在额定转矩下的转速。

3-31 一台并励直流电动机，

U N =220V , I N =80A ，额定运行时，电枢回路总电阻R a =0. 099Ω，励磁回路电阻

（1）R f =110Ω，2∆U b =2V ，附加损耗占额定功率1%，额定负载时的效率ηN 85%，求：

额定输入功率；（2）额定输出功率；（3）总损耗；（4）电枢回路铜损耗；（5）励磁回路铜损耗；（6）电刷接触电阻损耗；（7）附加损耗；（8）机械损耗和铁损耗之和。