脈流牽引電動機的換向及脈流牽引電動機的出廠試驗畢業(yè)設計1

1、 畢業(yè)設計說明書課題名稱：脈流牽引電動機的換向及脈流牽 引電動機的出廠試驗專 業(yè) 系 鐵道牽引與動力學院班 級 神華鐵路訂單班 畢業(yè)設計任務書一、課題名稱脈流牽引電動機的換向及脈流牽引電動機的出廠試驗（主要針對使用ss型電力機車的學習者）二、指導老師趙承荻三、設計內(nèi)容與要求1課題概述牽引電動機被稱為電力機車的心臓，牽引電動機的運行性能及運行狀態(tài)直接關系到整臺機車的運行性能。由于牽引電動機工作的特殊性（如因安放在機車車體下部兩個機車動輪之間，因而使毎臺牽引電動機的體積尺寸受到嚴格的限制，散熱條件極差，工作環(huán)境惡劣，加上機車上各臺牽引電動機共同運行時，各臺牽引電動機負荷分配的不均勻，機車運行時負載

2、變化大等諸多因素），使牽引電動機成為機車上最為薄弱的環(huán)節(jié)，在機車運行中牽引電動機的故障出現(xiàn)率總體較高，在機車檢修工作中，對牽引電動機的檢修是一項十分重要的項目。本課題重點研究脈流牽引電動機的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、脈流牽引電動機的換向理論及改善換向的措施。同時學習與研究脈流牽引電動機檢修后的出廠試驗項目、內(nèi)容、試驗設備、線路、試驗方法及試驗結(jié)果的分析判斷。2、設計內(nèi)容與要求1）畢業(yè)設計論文部分（1）脈流牽引電動機的工作條件（2）脈流牽引電動機的基本工作原理（3）ss4型機車用zd105型脈流牽引電動機的基本結(jié)構(gòu)（4）脈流牽引電動機的換向特點及改善換向的措施（5）脈流牽引電動機的維護保養(yǎng)與檢修2）畢

3、業(yè)設計部分（1）脈流牽引電動機的試驗項目（2）脈流牽引電動機的試驗內(nèi)容（3）脈流牽引電動機的試驗設備、試驗線路及試驗方法（4）脈流牽引電動機的試驗結(jié)果分析與判斷四、設計參考書1韶山4型電力機車 張有松 朱龍駒主編 中國鐵道出版社2電力機車電機 周立主編 中國鐵道出版社3電力機車電機 張龍主編 中國鐵道出版社4電力機車檢修 莫堅主編 中國鐵道出版社5韶山4改型電力機車乘務員 楊兆昆主編 中國鐵道出版社6韶山8型電力機車 趙叔東主編 中國鐵道出版社7實用電工手冊 趙承荻 李乃夫主編 高等教育出版社8電工實用手冊 劉光源主編 中國電力出版社9電氣技師手冊 張友漢 趙承荻主編 福建科學技術出版社五、設

4、計說明書要求 1封面 2目錄 3內(nèi)容摘要（200400字左右，中英文） 4引言5正文（設計方案比較與選擇、設計方案原理、計算、分析、論證，設計結(jié)果的說明及特點）6結(jié)束語7附錄（參考文獻、圖紙、材料清單等）六、畢業(yè)設計進程安排第1周（本階段末）： 畢業(yè)設計開題 老師講解。第2-5周（暑假）：學生收集資料、上網(wǎng)查詢、整體構(gòu)思。第6-8周（下階段1-3教學周）： 老師講解輔導，學生在老師講解輔導的基礎上通過參閱相關資料、上網(wǎng)查詢初步完成脈流牽引電動機的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、脈流牽引電動機的換向理論及改善換向的措施等內(nèi)容畢業(yè)設計論文工作。第911周（下階段46教學周）： 老師講解輔導，學生在老師講解輔導

5、的基礎上通過參閱相關資料、上網(wǎng)查詢初步完成脈流牽引電動機檢修后的出廠試驗項目、內(nèi)容、試驗設備、線路、試驗方法及試驗結(jié)果的分析判斷等內(nèi)容畢業(yè)設計工作。第12周（下階段7教學周）：答辯準備。第13-14周（下階段8-9教學周）：答辯七、畢業(yè)設計答辯與論文要求1畢業(yè)設計答辯要求答辯前三天，每個學生應按時將畢業(yè)設計說明書或畢業(yè)論文、專題報告等必要資料交指導老師審閱，由指導老師寫出審閱意見。學生答辯對自述部分應寫出書面提綱，內(nèi)容包括課題的任務、目的和意義，采用的原始資料或參考文獻、設計的基本內(nèi)容和主要方法、成果結(jié)論和評價。答辯小組質(zhì)詢課題的關鍵問題、質(zhì)詢與課題密切相關的基礎理論、知識、設計與計算方法、實

6、驗方法、測試方法、鑒別學生獨立工作能力、創(chuàng)新能力。2畢業(yè)設計論文要求文字要求：說明書要求打?。ǔ龍D紙外），不能手寫。文字通順，語言流暢，排版合理，無錯別字，不允許抄襲。圖紙要求：按工程制圖標準制圖，圖面整潔，布局合理，線條粗細均勻，圓弧連接光滑，尺寸標注規(guī)范，文字注釋必須使用工程字書寫。曲線圖表要求：所有曲線、圖表、線路圖。程序框圖、示意圖等不準用徒手畫，必須按國家規(guī)定的標準或工程要求繪制。 摘 要 abstract 目錄 引言 第一章 直流電動機的基本知識1.1 直流電動機的工作原理1.1.1 直流電動機的工作原理 直流電動機是依據(jù)載流導體在磁場中受力而旋轉(zhuǎn)的原理制造的。通常將磁場固定不動（

7、該磁場可以由永久磁鐵產(chǎn)生，也可由帶鐵心的通電線圈產(chǎn)生），而導體做成可以在磁場內(nèi)繞中心軸旋轉(zhuǎn)，如圖4-1中的線圈abcd（稱為電樞繞組）所示。為了能把直流電源引入到旋轉(zhuǎn)的線圈中去，采用了電刷與換向器的結(jié)構(gòu)，即線圈的ab邊和cd邊分別與兩個互相絕緣的半圓形銅環(huán)相連，而電刷和用彈簧壓在銅環(huán)上。電刷、固定不動，并分別與外電源的正極和負極相接。對應于圖4-1（a），導體cd通過銅環(huán)與電刷（）接觸，而導體ab則通過銅環(huán)與電刷（）接觸。導體中的電流方向如圖中的箭頭所示，根據(jù)左手定則，可以判斷出導體將受力的作用，而使整個線圈abcd繞軸以逆時針方向旋轉(zhuǎn)。當?shù)竭_圖4-1（b）位置時，電刷與兩個換向片之間的絕緣墊

8、片相接。在這個中性線位置上，線圈中沒有電流流過，也沒有力的作用，但是前1/4轉(zhuǎn)動周期的慣性使線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動，越過中性線位置。當?shù)竭_圖4-1（c）位置時，導體ab處于s極下，而導體cd處于n極下（正好與4-1（a）相反），與導體ab相接的銅環(huán)與電刷（）接觸，與導體cd相連的銅環(huán)與電刷（）接觸。對照4-1（a）及4-1（c）可以看出，位于相同磁極下的導體雖然發(fā)生了變化，但由于電刷及銅環(huán)（通稱換向器）的作用使磁極下導體中的電流方向保持不變，即作用力的方向不變，因此線圈將繼續(xù)沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，故電動機能連續(xù)運轉(zhuǎn)。由此可以歸納出直流電動機的工作原理：直流電動機在外加直流電源的作用下，在可繞軸轉(zhuǎn)動的導體中形

9、成電流，載流導體在磁場中將受到電磁力的作用而旋轉(zhuǎn)，借助于電刷和換向器的作用，使電動機能連續(xù)運轉(zhuǎn)，從而將直流電能轉(zhuǎn)換為機械能。由上分析可見，當線圈在水平位置時，轉(zhuǎn)動力最大；在垂直位置時，轉(zhuǎn)動力最小。單線圈電樞在一個周期內(nèi)的轉(zhuǎn)矩曲線如圖4-2所示，單線圈電樞的電動機實用價值很小，雙線圈電樞的轉(zhuǎn)矩曲線如圖4-3所示，雖然該轉(zhuǎn)矩仍是脈動的，但在最大值與最小值之間的波動已明顯削弱。直流電動機典型的電樞結(jié)構(gòu)可參看圖4-5所示，它有許多個線圈及換向片組成。 4-1 4-2 4-3 1.1.2 直流電機工作的可逆性 根據(jù)物理學中的電磁感應原理，若用外力使圖4-1中的導體abcd繞軸oo旋轉(zhuǎn)，則導 體 abcd

10、將切割磁感線而產(chǎn)生感應電動勢，可通過電刷a、b向外電路提供直流電能，這就是直 流發(fā)電機的工作原理。由以上分析可見，直流電機的運行是可逆的，即一臺直流電機既可作直流發(fā)電機運行，又可作直流電動機運行。當輸入機械轉(zhuǎn)矩，使電機旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生感應電動勢時，即是將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔茌敵?，作直流發(fā)電機運行。反之，當輸入直流電能，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩而使電機旋轉(zhuǎn)時，則是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能輸出，此時即作直流電動機運行。1.2 直流電動機的結(jié)構(gòu)圖4-4分別為z2及z4系列直流電動機外形圖，其中z4系列直流電動機上部為給電動機進行冷卻用的騎式鼓風機。就直流電動機而言，它也是由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。直流電機各主要部件的結(jié)構(gòu)與

11、作用如下：1.2.1 定子電動機中靜止不動的部分稱為定子。包括有機座、前端蓋、后端蓋、主磁極、換向磁極和電刷裝置等部分，如圖4-5所示。 4-41、 機座 機座是作為電動機的磁路，另外用來安裝主磁極、換向磁極和前、后端蓋等部件。機座一般為鑄鋼件，小功率的直流電動機機座也可用無縫鋼管加工而成。2. 主磁極 其作用是產(chǎn)生主磁場。永磁電動機的主磁極直接由不同極性的永久磁體組成。勵磁電動機的主磁極則由主磁極鐵心和主磁極繞組兩部分組成。（1） 主磁極鐵心 作為電動機磁路的一部分。由于電樞在旋轉(zhuǎn)時，電樞鐵心上的槽與齒相對于主磁極鐵心在不斷地變化，即磁路的磁阻在不斷變化，從而在主磁極鐵心中將引起渦流損耗，為

12、減小此損耗，主磁極鐵心一般用11.5mm薄鋼板沖制成型后，再用鉚釘鉚緊成一個整體，最后用螺釘固定在機座上（參看圖3-6）。（2） 主磁極繞組 用來通入直流電流，產(chǎn)生勵磁磁動勢。小型電動機用絕緣銅線繞制而成；大、中型電動機則用扁銅線制造。繞組在專用設備上繞好后，經(jīng)絕緣處理，安裝于主磁極鐵心上。4-53 換向極 用來產(chǎn)生換向磁場以改善直流電動機的換向。換向是一個相當復雜的過程，在換向時，將在電刷與換向器的接觸面上產(chǎn)生火花，不利于電動機的運行，因此在功率稍大的直流電動機上都裝有換向極來減小火花，改善電動機的換向。換向極也由換向極鐵心和換向極繞組所組成，且換向極繞組與電樞繞組串聯(lián)。換向極繞組套在換向極

13、鐵外面，再用螺釘固定在極座上，換向極與主磁極一個隔一個間隔排列均布在機座內(nèi)部。4 前、后端蓋 用來安裝軸承和支承整個轉(zhuǎn)子重量，一般為鑄鋼件。前后端蓋利用螺釘固定在機座兩側(cè)。5 電刷裝置 通過電刷與換向器表面之間的滑動接觸，把電樞繞組中的電流引入或引出。 電刷裝置一般由電刷、刷握、刷桿、刷桿座等部分組成，如圖4-5所示。對電刷的要求是既要有良好的導電性能，又要有好的耐磨性，因此電刷一般用石墨粉壓制而成。 1.2.2 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子通稱為電樞，是電動機的旋轉(zhuǎn)部分。由電樞鐵心、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸、風扇等部分組成。1電樞鐵心 作為磁通通路的一部分，并在鐵心槽內(nèi)嵌放電樞繞組。由于電樞鐵心不斷地在n極和s極

14、下旋轉(zhuǎn)，使通過電樞鐵心中的磁通大小及方向都在不斷地變化，因此將產(chǎn)生磁滯及渦流損耗，為了減小磁滯及渦流損耗，電樞鐵心一般均用0.350.5mm厚表面具有絕緣層的硅鋼片疊壓而成，在硅鋼片的外圓沖有均勻分布的鐵心槽，用以嵌放電樞繞組。如圖4-6(a)所示。4-62電樞繞組 用來產(chǎn)生感應電動勢和通過電流，實現(xiàn)機電能量的相互轉(zhuǎn)換。電樞繞組通常都用圓形（用于小容量電動機）或矩形（用于大、中容量電動機）截面的導線繞制而成，再按一定的規(guī)律嵌放在電樞鐵心槽內(nèi)，如圖4-6(b)所示，繞組端頭則按一定規(guī)則嵌放在換向器銅片的升高片槽內(nèi)，并焊牢，成為一個完整的電樞，如圖4-5所示。3換向器換向器是把外界供給的直流電流轉(zhuǎn)

15、變?yōu)槔@組中的交變電流以使電動機旋轉(zhuǎn)。 換向器是由換向銅片和云母片一片隔一片排成圓形組合裝配而成，是直流電動機的關鍵部件，也是最薄弱的部分。1.2.3、銘牌與額定值與三相異步電動機一樣，每臺直流電動機的機座上都有一塊銘牌，銘牌上標明的數(shù)據(jù)稱為額定值，是正確使用直流電動機的依據(jù)。其主要參數(shù)有： 1額定功率pn 表示電機按規(guī)定方式額定工作時所能輸出的功率。對電動機而言是指其軸上輸出的機械功率（w或kw）。 2額定電壓un 指在正常工作時電機出線端的電壓值。對電動機而言是指加在電動機上的電源電壓（v）。 3額定電流in 對應額定電壓、額定功率時的電流值。對電動機而言是指軸上在額定負載時的輸入電流（a）

16、。 4額定轉(zhuǎn)速nn 指電壓、電流和輸出功率為額定值時的轉(zhuǎn)速（r/min）。5勵磁方式 勵磁方式是指直流電動機主磁場產(chǎn)生的方式。直流電動機主磁場的獲得通常有兩類。一類是由永久磁鐵產(chǎn)生；另一類是利用給主磁極繞組通入直流電產(chǎn)生，根據(jù)主磁極繞組與電樞繞組連接方式的不同，可分為它勵、并勵、串勵、復勵電動機。分別簡介如下：（1）永磁電動機 開始永磁電動機僅在功率很小的電動機上采用，20世紀80年代起由于釹鐵硼永磁材料的發(fā)現(xiàn)，使目前永磁電動機的功率已從毫瓦級發(fā)展到100kw以上。目前制作永磁電動機的永磁材料主要有鋁鎳鈷、鐵氧體及稀土（如釹鐵硼）等三類。用永磁材料制作的直流電動機又分有刷（有電刷）和無刷兩類。

17、永磁電動機由于其具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕；損耗低、效率高、節(jié)約能源；溫升低、可靠性高、使用壽命長；適應性強等突出優(yōu)點而使用越來越廣泛。它在軍事上的應用占絕對優(yōu)勢，幾乎取代了絕大部分電磁電動機；其他方面的應用如汽車用永磁電動機、電動自行車用永磁電動機、直流變頻空調(diào)用永磁電動機等。 （2）他勵電動機 它的特點是勵磁繞組（主磁極繞組）由單獨的直流電源供電，如圖4-7(a)。 （3）并勵電動機 勵磁繞組與電樞繞組并聯(lián)，因此加在這兩個繞組上的電壓相等，而流過電樞繞組的電流a和流過勵磁繞組的電流f則不同，總電流=a+f，如圖4-7（b）所示。 （4）串勵電動機 勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，因此流過兩個繞組

18、中的電流相等，如圖4-7（c）。（5）復勵電動機 勵磁繞組有兩組，一組與電樞繞組串聯(lián)，另一組與電樞繞組并聯(lián)，如圖4-7 (d)。若復勵電動機的兩組勵磁繞組產(chǎn)生的磁通方向一致時，則稱為積復勵電動機，若產(chǎn)生的磁通方向相反時，則稱為差復勵電動機。關于絕緣等級、定額的含義可參看三相異步電動機銘牌中的說明。 4-71.3 直流電機的電動勢、轉(zhuǎn)矩和功率1.3.1直流電機的電動勢 直流電機電樞在旋轉(zhuǎn)時，電樞上的每個繞組元件都要切割主磁場，從而產(chǎn)生感應電動勢。 通過數(shù)學推導可得電樞回路的感應電動勢為 (4-1)式中， ce為直流電機電動勢常數(shù)，對于已制成的電機有確定值； 為氣隙中每極磁通（wb）； 為極距；n

19、 為電機轉(zhuǎn)速（r/min）。 當直流電機作發(fā)電機運行時，產(chǎn)生感應電動勢向外電路供電，此時電流方向與感應電動勢方向一致。其電壓平衡方程為 (4-2)式中， ea 為 發(fā)電機感應電勢（v）；u 為 發(fā)電機端電壓（v）；ia 為 電樞電流（a）；ra 為 電樞繞組電阻（）。直流電機作為電動機運行時，電源供給直流電流，導體ab、cd中的電流方向如圖4-8小圓圈內(nèi)的符號所示。載流導體在磁場內(nèi)受力的作用而形成電磁轉(zhuǎn)矩，使電動機旋轉(zhuǎn)，并拖動機械負載。電動機轉(zhuǎn)動后，導體ab、cd又切割磁場而產(chǎn)生感應電動勢，方向（用右手定則）如圖4-8小圓圈外的符號所示?？梢姼袘妱觿莸姆较蚺c外加電源電壓（電流）的方向正好相反

20、，因此稱為反電動勢，起到與外加電源電壓平衡的作用。由圖4-7（b）所示并勵（或他勵）電動機的電路圖可得 （4-3）式中， u 為電樞電動勢（v）；ea為電樞電動勢（v）；ra 為電樞繞組電阻（）；ia為電樞支路電流（a）。1.3.2 直流電機的電磁轉(zhuǎn)矩不論是直流發(fā)電機或直流電動機在負載狀態(tài)下工作時，電樞繞組中都有電流通過，因此在磁場中都將受到電磁力的作用，電磁力在電樞上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩稱為電磁轉(zhuǎn)矩。 （4-4）式中 ，為每極磁通（wb）；ia為電樞總電流（a）；ct為電機轉(zhuǎn)矩常數(shù)；t為電磁轉(zhuǎn)矩（nm）。對電動機來說電磁轉(zhuǎn)矩是拖動轉(zhuǎn)矩，是由電源供給電動機的電能轉(zhuǎn)換而來的，用來拖動負載運動。對發(fā)電機來講

21、電磁轉(zhuǎn)矩則為制動轉(zhuǎn)矩，原動機必須克服電磁轉(zhuǎn)矩才能使電樞旋轉(zhuǎn)而發(fā)出電能。其原因可用圖4-9加以說明，當原動機拖動發(fā)電機以轉(zhuǎn)速n順時針旋轉(zhuǎn)時，導體ab及cd切割磁場產(chǎn)生感應電動勢和電流（在小圓圈中用及表示電流方向），同時載流導體在磁場中又將受到力的作用而形成電磁轉(zhuǎn)矩，方向（用左手定則判定）與發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)方向正好相反，故電磁轉(zhuǎn)矩是一個制動轉(zhuǎn)矩，與原動機的拖動轉(zhuǎn)矩相平衡。發(fā)電機輸出的負載電流越大，電磁轉(zhuǎn)矩也越大，于是原動機拖動發(fā)電機的機械轉(zhuǎn)矩也必須增大，以克服電磁轉(zhuǎn)矩，使發(fā)電機繼續(xù)穩(wěn)定運行。4-8 4-91.3.2直流電動機的功率對他勵直流電動機而言，將式（4-3）兩邊各乘ia，并移項可得： 即 (4

22、-5) 式中, p1為電動機輸入電功率；p為電動機的電磁功率；pcu為電動機的銅損耗。對并勵或串勵電動機而言，銅損耗除電樞繞組電阻ra上的損耗外，還應包括電流在勵磁繞組電阻上產(chǎn)生的損耗。 電磁功率在轉(zhuǎn)換成電動機軸上的輸出功率p2的過程中，有一小部分消耗于克服電動機的機械損耗和鐵損耗（總稱空載損耗），用p0表示。則則 p1p2p0pcup2p （4-6）式中 ，p2為電動機輸出功率；p為電動機功率損耗。 直流電動機效率為 （4-7）1.4 直流電動機的工作特性 直流電動機的工作特性主要是指轉(zhuǎn)速特性和轉(zhuǎn)矩特性。所謂轉(zhuǎn)速特性是指當加在直流電動機兩端的電壓不變時，電樞電流與轉(zhuǎn)速之間的相互關系。而轉(zhuǎn)矩特

23、性則是指當加在直流電動機兩端電壓不變時，電樞電流與電磁轉(zhuǎn)矩之間的相互關系。當直流電動機工作時，輸出的是電動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，因此電動機的轉(zhuǎn)速隨電磁轉(zhuǎn)矩的變化關系是很重要的特性，這種特性稱為機械特性。 當電動機的勵磁方式不同時，主磁通隨負載電流ia的變化而變動的情況不同，導致不同勵磁方式的直流電動機特性有很大差別，下面分別加以討論。1.4.1并勵電動機（他勵電動機）工作特性1 轉(zhuǎn)矩特性tf（ia）當電源電壓u不變，勵磁電流if也不變時，電磁轉(zhuǎn)矩t與電樞電流ia之間的相互關系即為轉(zhuǎn)矩特性。由公式tcmia可知，由于磁通基本不變，因此t與ia近似為正比關系，如圖4-10曲線tf（ia）所示。 2 轉(zhuǎn)速

24、特性nf（ia）當電源電壓u不變，勵磁電流if也不變時，轉(zhuǎn)速n與電樞電流ia之間的相互關系即為轉(zhuǎn)速特性。由式（4-1）及（4-3）可得 （4-8）由于電樞繞組電阻ra一般很小，因此壓降raia很小，即并勵電動機轉(zhuǎn)速隨電樞電流的增加稍有下降，如圖4-10曲線nf（ia）所示。這種特性稱硬特性。 3 機械特性nf（t）直流電動機轉(zhuǎn)速n和電磁轉(zhuǎn)矩（可近似看作輸出轉(zhuǎn)矩）t之間的關系即為機械特性。對并勵電動機而言，電磁轉(zhuǎn)矩t正比于ia，故只要將圖4-10中nf（ia）曲線的橫坐標由ia改為t，該曲線即代表機械特性曲線nf（t）。4-10 4-111.4.2 串勵電動機的工作特性1 轉(zhuǎn)矩特性tf（ia）當

25、電源電壓u不變時，電磁轉(zhuǎn)矩t與電樞電流ia之間的關系即為轉(zhuǎn)距特性。當電樞電流ia比較小時，磁通正比于電樞電流ia，故有 （4-9）即電磁轉(zhuǎn)矩正比于電樞電流的平方；當電樞電流較大，電動機磁路飽和時，為常數(shù)，則電磁轉(zhuǎn)矩與電樞電流成正比。其轉(zhuǎn)矩特性曲線如圖4-11曲線tf（ia）所示。 2 轉(zhuǎn)速特性nf（ia）當電源電壓u不變時，電動機轉(zhuǎn)速n與電樞電流ia之間的關系即為轉(zhuǎn)速特性。當電動機輕載時，則對應的電樞電流ia比較小，也比較小，由公式（4-8）可見，電動機轉(zhuǎn)速n與電樞電流ia成反比，曲線為雙曲線。當電動機空載時，空載電流ia很小，電動機轉(zhuǎn)速將相當高，可能造成機損事故，因此串勵電動機不允許空載運行

26、。當電動機負載較重時，即ia較大時，由于磁路飽和，基本不變，串勵電動機轉(zhuǎn)速特性就與并勵電動機相似，即略向下傾斜，如圖4-11曲線nf（ia）所示。該曲線的特征是從空載到滿載，電動機轉(zhuǎn)速變化很大，這種特性稱為軟特性。3 機械特性nf（t） 電動機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩之間的關系即為機械特性。對串勵電動機而言，當電樞電流ia很小時，也很小，此時電磁轉(zhuǎn)矩t也很小，而對應的轉(zhuǎn)速n由式（4-8）可知應為很大。當電樞電流ia較大時，也較大，此時電磁轉(zhuǎn)矩t也較大，而轉(zhuǎn)速n則小，由數(shù)學分析及實踐運行證明，其形狀也相似于雙曲線，因此，如同并勵電動機一樣，將圖4-11中的轉(zhuǎn)速特性曲線nf（ia）的橫坐標由ia改為t，就可以代

27、表機械特性nf（t）。1.5 直流電動機的起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)與制動1.5.1直流電動機的起動 直流電動機由靜止狀態(tài)達到正常運轉(zhuǎn)的過程稱為起動過程，直流電動機在起動過程中不但轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，而且轉(zhuǎn)矩、電流等也在變化。對直流電動機起動的要求是應有足夠大的起動轉(zhuǎn)矩以縮短起動時間，提高生產(chǎn)率，同時電動機的起動電流又不能過大。 1 全壓起動全壓起動又稱直接起動，即直流電動機在起動時，給電動機加額定電壓u直接起動電動機，如圖4-12所示，起動時先合上開關s1，建立主磁場，同時在電樞繞組上加額定電壓，使電動機起動。在起動開始瞬間，雖然給電動機加上電源電壓u，但由于轉(zhuǎn)子的慣性，一開始轉(zhuǎn)速n0，故反電動勢eacen

28、0，由式（3-3）可知，此時電樞電流ia為 （4-10）將此時的電流為稱起動電流，用ist表示。由于電樞繞組的電阻ra一般很小，故起動電流很大，中、小型直流電動機約為額定電流的10倍左右，較大容量的電動機甚至可高達20倍。這樣大的起動電流將帶來以下不良影響：（1） 電動機的電刷與換向器之間產(chǎn)生強烈的火花而導致電刷與換向器表面的燒損；（2） 產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)矩使傳動機構(gòu)和生產(chǎn)機械受到強烈的沖擊而損壞；（3） 使電網(wǎng)電壓波動，影響供電的穩(wěn)定性。由于上述原因，除小容量的電動機以外，一般不允許全電壓直接起動。通常采用的起動方法有兩種，即降低電源電壓起動和在電樞回路中串電阻起動。直接起動優(yōu)點是所需設備簡單，

29、操作方便。缺點是起動電流大。 2 降低電源電壓起動（降壓起動） 可以采用晶閘管構(gòu)成的可控整流電路作為直流電動機的可調(diào)電壓電源。有關該電路的工作原理及調(diào)壓過程將在電子技術課程中介紹。 在直流電動機起動瞬間，為其供給較低的直流電壓，以后，隨著電動機轉(zhuǎn)速的升高，逐步增加直流電壓的數(shù)值，直到電動機起動完畢正常運行時，加在電動機上的電壓即是電動機的額定電壓。用降低電源電壓的方法起動并勵電動機時必須注意：起動時并勵電動機上必須加額定的勵磁電壓，使磁通保持額定值，否則電動機起動電流雖然比較大，但起動轉(zhuǎn)矩卻很小，電動機可能無法起動。 例4-1 有一臺并勵直流電動機，電樞繞組電阻ra0. 4，額定電壓u110v

30、，設磁通恒定不變，當nnn時，ea100v，求：（1）額定電流in；（2）直接起動時的起動電流ist；（3）要使電動機起動瞬時的電流i1限制在2倍額定電流之內(nèi)，求起動時的電壓u1。解 （1） a25a （2） a275a（3） v20v3 電樞回路中串電阻起動并勵電動機及串勵電動機的串電阻起動電路分別如圖4-13及圖4-14所示。通常可按把起動電流限制在（1.52.5）in的范圍內(nèi)來選擇起動電阻的大小。在起動過程中，隨著電動機轉(zhuǎn)速n的升高，ea也隨著升高，電樞電流就相應地減小，為了保持一定的加速轉(zhuǎn)矩，應將起動電阻逐漸切除。圖4-15為用于10kw以下的直流電動機起動用的起動變阻器外形圖，起動時

31、起動手輪置于圖中所示的位置，開始起動時，全部起動電阻rst均串入電樞回路，起動電流被限制在允許的范圍內(nèi)，隨著電動機轉(zhuǎn)速的升高，將手輪逐步向右旋轉(zhuǎn)，起動電阻被逐漸切除（電阻值逐步減小），電動機轉(zhuǎn)速不斷升高，直到手輪右旋到底，被失壓線圈的磁力吸住，此時rst0，電動機起動完畢。電樞回路串電阻的起動方法所需設備較簡單，但在起動過程中起動電阻上有能量損耗。而降低電源電壓起動則所需設備較復雜，價格較貴，但在起動過程中基本上不損耗能量。對于小功率直流電動機一般用串電阻起動；容量稍大但不需經(jīng)常起動的電動機也可用串電阻起動，而需經(jīng)常起動的電動機，如起重、運輸機械上的電動機則宜用降低電源電壓的辦法起動。4-13

32、 4-14 4-151.5.2直流電動機的調(diào)速直流電動機的調(diào)速是指用人為的辦法來調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。由公式 = 可以看出，直流電動機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)有以下幾種方法：（1） 改變電源電壓；（2） 減小主磁通；（3） 改變電樞回路的電壓降aia，通常在電樞回路中串入調(diào)速電阻av，則電樞回路中的電壓降為（a+av）a。 1. 改變電源電壓調(diào)速 目前廣泛采用晶閘管整流裝置作為一個輸出電壓可調(diào)的直流電源，給直流電動機供電。對于并勵電動機而言，可調(diào)直流電源只能加在電樞回路中，勵磁回路用另外一個電壓恒定的直流電源供電。這種調(diào)速方法的主要特點是： （1） 調(diào)速范圍寬廣，可以從低速一直調(diào)到額定轉(zhuǎn)速，速度變化平滑，通常稱

33、為無級調(diào)速。 （2） 調(diào)速過程中沒有能量損耗，且調(diào)速的穩(wěn)定性較好。 （3） 轉(zhuǎn)速只能由額定轉(zhuǎn)速往低調(diào)，不能超過額定轉(zhuǎn)速（因端電壓不能超過額定電壓）。（4） 所需設備較復雜，成本較高。隨著電子技術的飛速發(fā)展，這種調(diào)速方法已被越來越廣泛地采用。在晶閘管變流技術采用以前，直流電動機的調(diào)壓調(diào)速一般采用直流他勵發(fā)電機直流電動機組來實現(xiàn)，通稱fd系統(tǒng)，許多大型的龍門刨床、重型鏜床、軋鋼機中即采用此系統(tǒng)。它由三相異步電動機去拖動直流他勵發(fā)電機，由發(fā)電機發(fā)出可調(diào)的直流電壓，供電給直流電動機。由于fd系統(tǒng)所需電機數(shù)量多、效率低、噪聲及干擾也較大，故已被逐步淘汰。 2. 減小主磁通調(diào)速圖4-16當直流電動機的電源

34、電壓不變時，如使主磁通減小，則電動機的轉(zhuǎn)速就相應地升高，故通稱為削弱磁場調(diào)速。對并勵電動機而言，可在勵磁回路中串聯(lián)磁場調(diào)節(jié)電阻pf，如圖4-16（a）所示；對串勵電動機而言，可在勵磁回路兩端并聯(lián)磁場分路電阻pf 如圖4-16（b）所示，以減小流過勵磁回路中的電流，使降低，從而達到調(diào)速目的。這種調(diào)速方法的特點是：（1） 由于調(diào)速在勵磁回路中進行，功率小，故能量損耗小，控制方便。（2） 轉(zhuǎn)速只能從額定轉(zhuǎn)速向上調(diào)，且調(diào)速范圍一般來講比較窄，只能作輔助調(diào)速之用。（3） 所需設備較簡單。 3. 在電樞回路中串入調(diào)速電阻調(diào)速調(diào)速方法接線與圖4-13及圖4-14相同，但必須注意，調(diào)速變阻器可作起動變阻器用，

35、而起動變阻器不能用于調(diào)速，因為起動變阻器是按短時工作設計的，如將它用于調(diào)速，則很容易損壞。該調(diào)速方法的特點是：（1） 所需設備較簡單、成本較低，因此在小功率直流電動機中用得較多。在20世紀70年代前，由于晶閘管調(diào)壓技術尚未大量采用，因而在某些功率稍大的直流電動機中也采用電樞回路串電阻調(diào)速，如城市電車、礦用電力機車、蓄電池運輸車等。（2） 電動機轉(zhuǎn)速只能調(diào)低，而且為有級調(diào)速。特性曲線較軟，即負載變動時，電動機轉(zhuǎn)速變化較大。（3） 在調(diào)速電阻上有較大的能量損耗，即經(jīng)濟性能較差。目前此種調(diào)速方法已基本被晶閘管可調(diào)直流電源調(diào)速代替。1.5.3 直流電動機的反轉(zhuǎn)直流電動機的旋轉(zhuǎn)方向取決于磁場方向和電樞繞

36、組中的電流方向。只要改變磁場方向或電樞繞組中的電流方向，電動機的轉(zhuǎn)向也隨之改變。因此改變直流電動機轉(zhuǎn)向的方法有兩種：一種是改變主磁場的方向，即將勵磁繞組與直流電源的接線對調(diào)，稱勵磁繞組反接法；另一種是改變電樞繞組中的電流方向，稱電樞反接法。分別如圖4-17所示。必須注意：如果同時改變主磁場的方向和電樞繞組中的電流方向，則電動機轉(zhuǎn)向不變。4-171.5.4直流電動機的制動 在實際應用中有時需使機械迅速停轉(zhuǎn)，有時需限制機械的轉(zhuǎn)速（如起重機械下放重物、電車、電傳動機車下坡等），以免發(fā)生危險，為此就需對電動機實施制動。所謂制動就是加上一個與電動機轉(zhuǎn)向相反的轉(zhuǎn)矩，用來使電動機迅速停轉(zhuǎn)或限制電動機的轉(zhuǎn)速。

37、如果制動轉(zhuǎn)矩是用機械制動閘的摩擦轉(zhuǎn)矩來產(chǎn)生，則稱為機械制動；如果是電動機本身產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩，則稱電氣制動。電氣制動按其產(chǎn)生電磁制動轉(zhuǎn)矩的方法不同又可分為再生制動、電阻制動和反接制動等幾種。 1再生制動（又稱回饋制動、發(fā)電制動）所謂再生制動是電機此時處于發(fā)電機狀態(tài)下運行，將發(fā)出的電能反送回電網(wǎng)。 由式可看出，當電機作電動機狀態(tài)運行時，則電源電壓u大于反電動勢ea，即u ea，故ia與u同方向。如電機在運行時由于某種原因使ea u（例如起重機下放重物，運輸機械下坡等），則電樞電流ia方向就改變了，即ia與u方向相反，電機向電網(wǎng)輸送電能，這時電機的電磁轉(zhuǎn)矩tcmia，也因ia的反向而改變方向，即與電

38、機轉(zhuǎn)動方向相反，故起制動轉(zhuǎn)矩的作用。 怎樣才能使電機的反電動勢ea大于電源電壓u呢？由式eacen可知，如果電機的磁通不變，則只要使電機的轉(zhuǎn)速n高于理想空載轉(zhuǎn)速n0即可使ea u。因此當電傳動機車、電車等下坡時，或起重設備下放重物時，只要當電機轉(zhuǎn)速大于n0時，即作發(fā)電機狀態(tài)運行，產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩以限制電機轉(zhuǎn)速的繼續(xù)上升，并同時向電網(wǎng)輸送電能。對于串勵電動機而言，由于磁通隨ia的變化而變化，不能保持不變。為此串勵電動機如要進行再生制動，必須先將串勵電動機改為他勵，由專門的低壓直流電源給勵磁繞組供電，以保證磁通有一定的數(shù)值（不隨ia而變化）。 2電阻制動（又稱能耗制動）將電機的電樞繞組從電源上切除（磁

39、極繞組仍接在電源上），電機靠慣性將繼續(xù)轉(zhuǎn)動，此時電機已處于發(fā)電機狀態(tài)運行，但并不是將電能反送回電網(wǎng)，而是消耗在專用電阻r（稱制動電阻）的發(fā)熱上。如圖4-18所示，轉(zhuǎn)動時只需將開關s合向下方，此時勵磁電流仍由直流電源供電，產(chǎn)生恒定的磁通，電樞靠慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)切割磁通而產(chǎn)生感應電動勢ea給制動電阻r供電， 將電能消耗在電阻的發(fā)熱上，而電樞電流ia則與電動機運行時的方向相反，故產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩為制動轉(zhuǎn)矩，對電機實行制動。電阻制動與再生制動相比所需設備簡單，成本低。但能量無法利用，白白的損耗在電阻的發(fā)熱上。這種制動方法在運輸、起重設備上應用較廣。電阻制動的另一不足之處是不易對機械迅速制停，因為當電機轉(zhuǎn)速越

40、慢時，則ea越小，ia也越小，使制動轉(zhuǎn)矩（電磁轉(zhuǎn)矩）相應減小。 3反接制動反接制動利用改變加在電樞繞組上的電壓方向（使ia反向）或改變勵磁電流的方向（使反向），從而使電磁轉(zhuǎn)矩t反向成為制動轉(zhuǎn)矩。因此反接制動的原理實際上與反轉(zhuǎn)原理是一樣的，只是要注意以下兩點：（1）電樞繞組反接時，一定要在電樞回路中串接電阻以限制電樞電流ia的數(shù)值，如圖4-19所示，否則在反接的瞬間，反電動勢ea數(shù)值未變，而外加電壓方向相反，變?yōu)榕cea同方向，故在該瞬間加在電樞繞組上的電壓接近兩倍的外加電壓，如不串接電阻，將因電樞電流過大而使電刷與換向器表面產(chǎn)生強烈火花而損壞。 （2）當電動機轉(zhuǎn)速降低至接近零時就應立即切斷電源，

41、否則電動機將反轉(zhuǎn)。反接制動一般用于要求強烈制動或要求迅速反轉(zhuǎn)的場合，通常只在小功率直流電動機上采用。 4-18 4-19 第2章 直流牽引電動機的換向 2.1 直流電機磁場 2.1.1主磁場 直流電機的空載是指電樞電流為零，只有勵磁繞組中存在電流。因此，空載時電機的氣隙磁場完全有勵磁繞組的電流所產(chǎn)生。且可以不計其影響的一種運行狀態(tài)，此時電機無負載，即無功率輸出。所以直流電機空載時的氣隙磁場可以看作就是主磁場，即由勵磁磁通勢單獨建立的磁場。當勵磁繞組通入勵磁電流，各主磁極極性依次呈現(xiàn)為 極和 極，由于電機磁路結(jié)構(gòu)對稱，不論極數(shù)多少，每對極的磁路是相同的，因此只要分析一對極的磁路情況就可以了。圖是

42、一臺四極直流電機空載時的磁場分布示意圖（一對極的情形）。從圖中看出，由 極出來的磁通，大部分經(jīng)過氣隙進入電樞齒部，再經(jīng)過電樞磁軛到另一部分的電樞齒，又通過氣隙進入 極，再經(jīng)過定子磁軛回到原來出發(fā)的 極，成為閉合回路。這部分磁通同時匝鏈著勵磁繞組和電樞繞組，電樞旋轉(zhuǎn)時，能在電樞繞組中感應電動勢，或者產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，把這部分磁通稱為主磁通，用0表示。此外還有一小部分磁通不進入電樞而直接經(jīng)過相鄰的磁極或者定子磁軛形成閉合回路，這部分磁通僅與勵磁繞組相匝鏈，稱為漏磁通，用 表示。由于主磁通磁路的氣隙較小，磁導較大，漏磁通磁路的氣隙較大，磁導較小，而作用在這兩條磁路的磁通勢是相同的，所以漏磁通在數(shù)量上比主

43、磁通要小得多，大約是主磁通的15-20%左右。圖1.16 直流電機空載時的磁場分布示意圖1 極靴；2極身；3元子磁軛；4勵磁繞組；5氣隙；6電樞齒；7電樞磁軛由于主磁極極靴寬度總是比一個極距要小，在極靴下的氣隙又往往是不均勻的，所以主磁通的每條磁力線所通過的磁回路不盡相同，在磁極軸線附近的磁回路中氣隙較?。唤咏鼧O尖處的磁回路中氣隙較大。如果不計鐵磁材料中的磁壓降，則在氣隙中各處所消耗的磁通勢均為勵磁磁通勢。因此，在極靴下，氣隙小，氣隙中沿電樞表面上各點磁密較大；在極靴范圍外，氣隙增加很多，磁密顯著減小，至兩極間的幾何中性線處磁密為零。不考慮齒槽影響時，直流電機空載磁場的磁密分布如圖1.17所示

44、。圖1.17 直流電機空載磁場的磁密分布在直流電機中，為了感應電動勢或產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，氣隙里要有一定數(shù)量的主磁通0，也就是需要有一定的勵磁磁通勢 ，或者當勵磁繞組匝數(shù)一定時，需要有一定的勵磁電流 。把空載時主磁通0與空載勵磁磁通勢 或空載勵磁電流 的關系，即0= 或0= ，稱為直流電機的磁化曲線，它表明了電機磁路的特性。圖1.18 電機的磁化曲線2.2.2電樞磁場 直流電機帶有負載時.電樞繞組中有電流通過電樞繞組的電流也會產(chǎn)生磁場，稱為電樞磁場 電樞磁場沿電樞表面的分布情況，與電樞電流的分布情況有關。在直流電機中，電樞電流的分界線是電刷，在電刷軸線兩側(cè)對稱分布，所以電樞磁場的分布情況與電刷的位t

45、有關。 電刷的正常位里，應在主極軸線下的換向片上，這時與電刷相連接的電樞線圈單元位于幾何中心線上或附近。在分析電樞磁場的示意圖上常常省去換向器，把電劇畫成與線圈的導體育接相詐所以在正常情況下.電劇百墳畫在兒何中心線 下面就電刷在幾何中心線上和偏離幾何中心線兩種倩況進行分析。 1.電刷在幾何中心線上此時，電樞電流以電刷為分界線，相鄰兩電刷間的電樞圓周上的導體電流方向都相同，而每一電刷的兩側(cè)的導體電流方向相反。因此，只要電刷不動，不論電樞是靜止或者旋轉(zhuǎn)，電樞表面電流分布的情況總是不變的，所以電樞電流產(chǎn)生的電樞磁場在空間總是靜止的。圖128所示為兩極電機的電樞電流的方向和電樞磁場分布情況。兩極電機的

46、電樞電流和磁場電樞磁場磁通的方向與導體電流方向間符合右手螺旋定則，這時電樞可以看成是一個電磁鐵，白的n極和s極位于電刷軸線上.因此電樞磁場的軸線為電刷軸線。與主極磁場的軸線在空間垂直，稱為文軸電樞磁場。主極隴場軸線稱為d軸，電樞磁場軸線稱為q軸。電樞磁勢在空間的分布情況.可應用全電流定律進行分析。將圖1-38展開成圖1-39,圖(a)表示電樞電流和磁通的分布，由圖可見電樞支路的中點對應在主極的軸線上，電樞磁通環(huán)繞支路中點向兩邊對稱分布。以支路中點為基準，任取一磁通管，通過磁通管所形成的回路的磁勢fa等于此回路中所包含的全電流。因此，對應主極中心點，回路磁勢為零;而通過電刷軸線的回路磁勢最大。假

47、定電樞表面導體均勻而又連續(xù)分布，則電樞磁勢的分布曲線為一三角形，如圖1-39(h)所示。三角形分布的電樞磁勢將產(chǎn)生怎樣的磁密分布呢?從圖1-39(e)可以看到，每一電樞磁通都經(jīng)過電樞鐵心、氣隙和主極鐵心形成閉合回路，由于鐵磁物質(zhì)的磁阻相對空氣磁阻數(shù)值很小，可以認為，上述閉合磁路中的盛勢全部降在兩個氣晾上。因此，電樞磁勢產(chǎn)生盛場的磁通密度為_t.,.,a a軸圖t-3a兩祖電機的電格扭場陽les39電棍扭勢和盆密分布刀一，。fo0s(1-22 式中s為有效氣隙長度 在磁極下面，氣隙的長度基本不變，可以認為b.隨fe的增加而增加;但在極間區(qū)域，由于空氣隙變得很大，雖然凡繼續(xù)增加，但磁密b。反而減少

48、所以b。的分布曲線為馬鞍形.如1-39(b)所示 綜上所述，當電刷在幾何中心線上時，電樞磁場有如下特點: (1)在空間靜止不動; (2)電樞磁場軸線與主極磁場軸線垂直，為交軸電樞磁場; (3)電樞磁場磁密b。在空間的分布為馬鞍形 2.2.3 電樞反應 電機在負載運行時，電樞電流產(chǎn)生電樞磁場，電棍磁場的出現(xiàn)必然會對空載時的主極磁場產(chǎn)生影響，稱為電樞反應。交軸電樞磁勢對主極磁場的影響稱為交軸電樞反應;直軸電樞磁勢對主極磁場的影響稱為直軸電樞反應1交軸電樞反應在一般情況下，電刷總是位于幾何中心線上，電樞磁勢全部為交軸電樞磁勢，只有交軸電樞反應，因而這種電樞反應是常見的，此時電機中的磁場由兩種磁勢共同

49、建立，即主極磁勢建立的磁場和電樞磁勢建立的磁場亞加而成。 圖1-41(b)中b.表示空載時由主極磁勢單獨建立的主磁場沿電樞表面的分布曲線(梯形)。圖1-41(c)中ba表示由交軸電樞磁勢單獨建立的電樞磁場沿電樞表面分布曲線(馬鞍形)。當電機磁路不飽和時，磁路的磁阻為常值，可把b。和b。相加得負載后合成破場沿電樞表面的分布曲線ba如圖1-41(c)中實線。實際上電機的進路往往是飽和的，由于合成的磁通在增加的那一半極面中飽和程度增加，使該部分的磁阻增大，磁密減少，如圖1-41(c)中虛線所示 交軸電樞磁場使電機氣隙磁密分布情況發(fā)生了變化交軸電樞反應的影響是: (1)氣隙磁場發(fā)生畸變。每個主極下的磁

50、場，一半被削弱，另一半被加強，便氣隙的徽密分布曲線由平頂形變成尖頂形。 (2)氣隙磁場琦變以后會使電樞繞組一條支路中各申聯(lián)線圈間電勢分布很不均勻。如圖1-42所示，在極尖處的磁密大大增加，線圈處在這個部位時，感應電勢很大使所接兩個換向片間電壓很大，可能超過換向片間的安全電壓，產(chǎn)生火花或電弧.使電機損壞。（3)每極磁通減少和氣隙平均磁密下降。在磁路不飽和時，因主磁場被消弱的數(shù)量等于被加強的數(shù)#.所以氣隙磁通#和平均氣隙磁密沒有變化。實際上，由于磁路飽和的影響，一半極面下磁通增加的#小于另一半極面下磁通減少的#因此負暇時的每極磁通t比空載時的每極磁通量有所減少，則平均磁密有所下降。交軸電樞磁場對主

51、極磁場起去磁的作用這種去磁作用是通過磁路飽和作用而產(chǎn)生的。 2.直軸電樞反應 電刷不在幾何中心線時，電樞磁勢中包含有交軸和直軸電樞磁勢兩個分量，將同時出現(xiàn)交軸電樞反應和直軸電樞反應。交軸電樞反應的影響如上所述。直軸電樞磁勢與主極軸線重合，若f與主極磁勢方向相同，起增磁作用;若凡與主極班勢方向相反，起去磁作用。去磁作用使電機的每極磁通#下降，導致電樞電勢顯奢降低;增磁作用將引起電機換向情況惡化。若f與主極磁勢方向相反，起去磁作用，去磁作用使電機的每極的磁通量下降，導致電樞電動勢顯著降低。2.2 換向的基本概念2.2.1 火花的現(xiàn)象和火花的等級人們從生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)，直流牽引電動機運行時，其電刷與換

52、向器之間常常伴有火花?；鸹ㄍǔ３霈F(xiàn)在電刷的后刷邊，發(fā)生火花是直流電機換向不良的直接表現(xiàn)。如果火花在電刷上的范圍很小，亮度微弱，呈淺藍色，它對電機運行并無危害，不必要求絕對沒有火花。但當火花在電刷上的范圍較大，比較明亮，呈白色或紅色，就會灼傷換向器及電刷，影響電機的正常運行。因此，火花的大小直接反映了直流電機換向性能的好壞。 火花等級分類火花等級電刷下的火花程度換向器及電刷的狀態(tài)1無火花換向器上沒有黑痕及電刷上沒有灼痕1電刷邊緣僅小部分（約1/5至1/4刷邊長）有斷續(xù)的幾點點狀火花1電刷邊緣大部分（大于1/2刷邊長）有連續(xù)的較稀的顆粒狀火花換向器上有黑痕但不發(fā)展，用汽油即能擦除，同時電刷上有輕微灼痕2電刷邊緣大部或全部有連續(xù)較密的顆粒狀火花，開始有斷續(xù)的舌狀火花換向器上有黑痕