培训教程正文

1、ZYF低噪音直流幅压电动机技术培训教材目 录1 范围2 电动机的主要用途、使用的环境条件、主要性能参数2.1 主要用途2.2 使用的环境条件2.3 主要性能参数3 工作原理和基本结构3.1 工作原理3.2 基本结构4 储存条件5 开机前的检查6 电动机的起动和停止6.1 起动6.2 停止7 维护保养和检修7.1 运行期间的经常性一般检查7.2 定期保养检查7.3 检修7.4 换向器的保养7.5 电刷的维护7.6 轴承的保养7.7 绝缘的干燥8 直流电动机装配和拆卸8.1 拆卸8.2 装配9 一般故障分析及排除10 火花等级的鉴别11 直流电动机的接线图11.1 电动机的接线图图号11.2 所列

2、图号的具体接线图ZYF低噪音直流幅压电动机技术培训教材1 范围本技术培训教材主要包括ZYF低噪音直流幅压电动机的主要用途、工作原理和基本结构、储存条件、开机前的检查、起动和停止、维护保养和检修、直流电动机装配和拆卸、一般故障分析及排除、火花等级的鉴别、直流电动机的接线图等。2 电动机的主要用途、使用的环境条件和主要性能参数2.1 主要用途ZYF低噪音直流幅压电动机（以下简称电动机）主要用来驱动“039、039A”潜艇中的泵、风机、压气机、空调机组和锚机。2.2 使用的环境条件2.2.1 环境空气温度为0+45；2.2.2 空气相对湿度为95%，并有凝露；2.2.3 有盐雾，油雾，霉菌和海水的影

3、响；2.2.4 倾斜与摇摆：a) 横摇： 45°周期3s14sb) 横倾： 15°c) 长期纵倾： 10°d) 短时纵倾： 30°，持续时间：3min2.2.5 有冲击、振动的影响。2.3 主要性能参数2.3.1 供电电源和电压等级电动机可由蓄电池组或硅整流电源供电。当采用三相全控桥式硅整流电源时，电动机可在不外接平波电抗器之工况下长期工作。电动机能在350V、440V、640V三种额定电压下正常工作，也能在350V640V范围内工作。2.3.2 过载能力电动机额定电压为440V时（其励磁尽可能接近额定值）在热状态下，承受额定转矩（440V时）的160%

4、，历时2min不发生有害变形。2.3.3 励磁方式见表-2-1。表-2-1型 号励 磁 方 式型 号励 磁 方 式ZYF180-1并励ZYF225-2并励ZYF180-2ZYF225-3并励（有起动绕组）ZYF200-1并励（有起动绕组）ZYF225-4ZYF200-2并励ZYF355ZYF225-1复励ZYF225-43 工作原理和基本结构3.1 工作原理直流电动机是一种将直流电能转换成机械能的旋转电机。通常所称的直流电动机是指磁极极性沿圆周按N、S极交替排列，利用换向器和电刷对电枢电路内部电流进行换向的异极直流电动机。3.1.1 直流电机的物理模型如图-3-1 图-3-1这是分析直流电机的

5、物理模型图。其中，固定部分有磁铁，这里称作主磁极。固定部分还有电刷。转动部分有环形铁心和绕在环形铁心上的绕组 (其中2个小圆圈是为了方便表示该位置上的导体电势或电流的方向而设置的)。图-3-1表示一台最简单的两极直流电机模型，它的固定部分（定子）上，装设了一对直流励磁的静止的主磁极N和S，在旋转部分（转子）上装设电枢铁心。定子与转子之间有一气隙。在电枢铁心上放置了导体连成的电枢线圈，线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片上，此铜片称为换向片。换向片之间互相绝缘，由换向片构成的整体称为换向器。换向器固定在转轴上，换向片与转轴之间亦互相绝缘。在换向片上放置着一对固定不动的电刷B1和B2，当电枢旋

6、转时，电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通。3.1.2 直流电动机的工作原理如图-3-2(a、b)图-3-2对上示的直流电机物理模型图，如果给两个电刷加上直流电源，如图-3-2（a）所示，则有直流电流从电刷 A 流入，经过线圈abcd，从电刷 B 流出，根据电磁力定律，载流导体ab和cd受到电磁力的作用，其方向可由左手定则判定，两段导体受到的力形成了一个转矩，使得转子逆时针转动。如果转子转到如图-3-2（b）所示的位置，电刷 A 和换向片2接触，电刷 B 和换向片1接触，直流电流从电刷 A 流入，在线圈中的流动方向是dcba，从电刷 B 流出。此时载流导体ab和cd受到电磁力的作用方向同样可由

7、左手定则判定，它们产生的转矩仍然使得转子逆时针转动。这就是直流电动机的工作原理。外加的电源是直流的，但由于电刷和换向片的作用，在线圈中流过的电流是交流的，其产生的转矩的方向却是不变的。 实用中的直流电动机转子上的绕组也不是由一个线圈构成，同样是由多个线圈连接而成，以减少电动机电磁转矩的波动。直流电动机的工作原理归纳如下：a) 将直流电源通过电刷接通电枢绕组，使电枢导体有电流流过；b) 电机内部有磁场存在；c) 若磁场与载流导体互相垂直，则作用在导体上的电磁力为；F=BLI （N）式中： F导体上的电磁力， N；B磁场的磁感应强度， T； L导体的有效长度， m； I导体中的电流， A；电磁力的

8、大小由磁感应强度和导体里流过的电流大小决定，电磁力的方向由左手定则决定。d) 所有导体产生的电磁力作用于转子，使转子以n(转/分)旋转，以便拖动机械负载。3.2 基本结构直流电动机主要由定子和转子两部分组成，每一部分也都由电磁部分和机械部分组成，以便满足电磁作用的条件。还有刷架、出线盒等零部件。ZYF电动机的总装配图如图-3-3所示： 图-3-33.2.1 定子定子主要包括主磁极，换向极和机座。3.2.1.1 主磁极主磁极由主磁极铁心和套装在铁心上的励磁绕组构成（如图-3-4所示）。主磁极铁心靠近转子一端的扩大的部分称为极靴，它的作用是使气隙磁阻减小，改善主磁极磁场分布，并使励磁绕组容易固定。

9、为了减少转子转动时由于齿槽移动引起的铁耗，主磁极铁心采用1mm的低碳钢板冲压一定形状叠装固定而成。主磁极上装有励磁绕组，整个主磁极用螺栓固定在机座上。主磁极的个数一定是偶数，励磁绕组的连接必须使得相邻主磁极的极性按 N，S 极交替出现。它的作用是产生一主磁通，通过主磁路与电枢的电路键链。图-3-43.2.1.2 换向极换向极是安装在两相邻主磁极之间的一个小磁极，它的作用是改善直流电机的换向情况，使电机运行时不产生有害的火花。换向极结构和主磁极类似，是由换向极铁心和套在铁心上的换向极绕组构成，并用螺栓固定在机座上（如图-3-5所示）。换向极的个数一般与主磁极的极数相等。图-3-53.2.1.3

10、机座机座主要由定子铁心和壳体组成。定子铁心由1mm的低碳钢板冲压一定形状叠装固定而成。机座有两个作用，一是作为主磁路的一部分，二是作为电机的结构框架，起机械支撑的作用。3.2.2 转子转子又称作电枢主要包括转子铁心，电枢绕组，换向器和转轴。3.2.2.1 转子铁心转子铁心由电枢冲片组成。它既是主磁路的组成部分，又是电枢绕组支撑部分；电枢绕组就嵌放在转子铁心的槽内。为减少转子铁心内的涡流损耗，铁心用厚0.5mm且冲有齿、槽的硅钢片叠压夹紧而成。电机的转子铁心冲片直接压装在转轴上（如图-3-6所示）。图-3-63.2.2.2 电枢绕组电枢绕组由一定数目的电枢线圈按一定的规律连接组成，它是直流电动机

11、的电路部分，也是感生电动势、产生电磁转矩进行机电能量转换的部分。线圈漆包圆线或漆包扁线绕成，分上下两层嵌放在电枢铁心槽内，上下层以及线圈与电枢铁心之间都要妥善地绝缘，并用槽盖板压紧（如图-3-7所示）。最后在转子铁心外用无纬带进行绑扎。图-3-73.2.2.3 换向器在直流电动机中，换向器的作用是将电刷两端的直流电流转换为绕组内的交变电流，因此换向器是直流电动机的关键部件之一。换向器由许多换向片排成一个圆筒，换向片之间用云母片绝缘，两端再用两个V形环夹紧而构成。每个电枢线圈首端和尾端的引线，分别焊入相应换向片的升高片内。（如图-3-8所示）图-3-83.2.3 刷架直流电动机还有一个部分是刷架

12、，它是电枢电路的引入装置，它由电刷，刷握，刷杆，刷杆座和连接线等部分组成（如图-3-9所示）。电刷是电化石墨为基体的导电块，放在刷握内用弹簧以一定的压力按放在换向器的表面。当电动机旋转时，电刷与换向器表面形成滑动接触。刷握用螺钉夹紧在刷杆上。每一刷杆上的一排电刷组成一个电刷组，同极性的各刷杆用连接线连在一起，再引到出线盒。刷杆装在可转动的刷杆座上，以便调整电刷的位置。图-3-93.2.4 出线盒出线盒是电动机的接线装置，它主要由出线板，接线柱，填料函和联接片等组成。ZYF低噪音直流幅压电动机出线盒中还装有抗干扰用的电容（如图-3-10所示）。图-3-104 储存条件电动机应放置在通风良好的仓库

13、中，仓库内环境温度不得高于45，不得低于-10，相对湿度不得大于90%。电动机应放在垫有木架的水泥平地上并保持电动机包装木箱内的干燥，木箱与墙壁之间须保持一定距离，一般不小于400mm。仓库中应防止有害气体、蒸汽及烟雾侵入，同时禁止将化学药物、酸碱及蓄电池与电动机放在同一仓库内。如电动机需要停止运转并放置较长时间，则须以厚1毫米浸过石蜡的纸板将换向器包好，并用防雨布将整个电动机盖好，并不得有水蒸气及腐蚀性气体侵入。5 开机前的检查电动机在开机前，须作下列检查准备工作：a) 撕去粘附于风窗盖内的防护纸并拿去包在换向器外表面的防护纸；b) 用接近二个大气压的压缩空气吹净附着于电动机内部各部位的灰尘

14、、泥垢，并去除不属于电动机的任何物件；c) 检查轴承的润滑脂是否洁净，适量；如电机存放时间超过6个月，则必须调换润滑脂，见7.6节“轴承的保养” 。d) 用柔软，干燥而无绒毛之布块，擦拭换向器表面，并检查其是否光洁，如有油污，则可醮少许汽油拭净之；e) 检查电刷的压力是否正常均匀（为15kPa25 kPa ，±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；f) 检查刷架座是否处于标记所标出的位置上；g) 用手转动电枢，检查是否阻塞或在转动时是否有撞击或摩擦之声；h) 接地装置是否良好；i) 用1000V兆欧表测量绕组对机壳的绝缘电阻，测量前应将

15、所有电容器短接放电，不能承受兆欧表所施加的电压的电容器需拆除或短接。如绝缘电阻小于1M，则必须进行烘干，烘干的方法见7.7节“绝缘的干燥” ；j) 按照接线图，检查电动机引出线与磁场变阻器，起动器等相互联结是否正确。6 电动机的起动和停止电动机起动时应尽可能先接通励磁绕组电源，然后接通电枢回路电源。在停车过程中，应确保先关断电枢回路电源，再关断励磁绕组电源。在起动或制动过程中，应控制电流最大值。如没有特别说明，此过程中的电流值为额定电流的1.5倍2倍，时间30s以内为宜。此时，额定电流是指电机铭牌值。6.1 起动6.1.1 检查线路情况（接线及测量仪表的联接等），起动器的弹簧是否灵活，传动臂是

16、否在开断位置；6.1.2 闭合线路开关，在电动机负载下，开动起动器，如采用手动多级起动器，则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；6.1.3 观察电动机的旋转方向应与机座上的方向矢一致。6.2 停机6.2.1 移去负载；6.2.2 切断线路开关，此时起动器之转动臂应立即被弹至开断位置。7 维护保养和检修7.1 运行期间的经常性一般检查7.1.1 保持电动机外表及其周围环境的清洁，在电动机上或电动机内部不得放置外物；7.1.2 电动机的底脚是否紧固于地基，运转时是否有异声或震动情况。测量轴承的温度，并倾听其转动声音，如有异声或温升超过，则按7.6节“轴承的保养”一节所

17、述进行处理；7.1.3 通风窗是否空气畅通；7.1.4 是否有长时间的过载；7.1.5 接地装置是否可靠。7.2 定期保养检查运转的ZYF幅压直流电动机，需定期做以下保养检查，每月不得少于一次。7.2.1 在额定负载下换向器上不得有大于1级的火花出现（见第10章“火花等级的鉴别” ）；7.2.2 检查换向器表面是否光洁，如发现有机械损伤或火花灼伤，应按7.4节“换向器的保养”一节所述进行处理；7.2.3 检查电刷是否磨损过甚，刷握之压力是否适当，见7.5节“电刷的维护” 。7.3 检修为延长电动机使用寿命并提高其运行可靠性，除电动机运行期间的经常性一般检查和定期保养检查以外，还应该根据实际情况

18、做好电动机的检修。检修一般分为小修、中修、大修三种。7.3.1 小修小修一般不必拆卸电动机，除定期保养检查的项目外，还要进行下列检查项目：a) 清理换向器表面；b) 检查磁极固定螺钉是否松动；c) 用接近二个大气压的压缩空气吹净电动机内部灰尘，电刷粉末等，并拭净外表之灰尘和积垢； d) 检查轴承润滑脂情况，根据需要适量加注润滑脂。7.3.2 中修中修需要将电动机局部拆开，除小修项目外，还须进行下列项目：a) 拆除与电动机连接之一切接线（包括变阻器、仪表等）；b) 将电枢从机壳内抽出，清除电动机各部件上的灰尘和油污；c) 检查各绕组的绝缘是否破损，连接线是否松动；k) 用1000V兆欧表测量绕组

19、对机壳之绝缘电阻，测量前应将所有电容器短接放电，不能承受兆欧表所施加的电压的电容器需拆除或短接。如绝缘电阻小于1M，则须按7.7节“绝缘的干燥”所述进行处理；d) 检查并清洗轴承，调换润滑脂（见7.6节“轴承保养” ）；e) 检查换向器表面，如影响换向火花程度应重新车削换向器（见7.4节“换向器的保养” ）。7.3.3 大修大修需要在有一定设备的车间进行。拆开电动机，除中修内容外，对所有零部件进行检查，修理或调换损坏的零部件。如果电枢或定子绕组需要拆修，则修理后需重新浸漆，并进行烘干。7.4 换向器的保养换向器表面应保持光滑，并形成一层均匀的暗褐有光泽的氧化膜。若换向器表面沾有碳粉、污垢，应用

20、干净、柔软的布沾汽油擦去；如换向器表面出现粗糙不圆、灼伤等缺陷时，可用“0”号砂皮纸在换向器表面细细研磨。若由于长期使用，使换向器出现过度的粗糙不平、不圆或有部分磨损过大，则应重新车削换向器，车削时应用纸将电枢绕组端部及接头片包住，以免金属屑末溅入，切削速度不大于每秒1.5m，切削深度及进给量均不大于0.2mm，切削完毕，应处理换向片片件的毛刺金属屑末，每片换向片需倒角0.5×45°，同时应下刻片间云母11.5mm，以免云母片高出换向片。7.5 电刷的维护电刷必须与光洁的换向器工作面有良好的接触，电刷压力正常为15kPa25 kPa ，±10%,电刷与刷握之配合不

21、能过紧，而应有适当的间隙（约在0.15 mm左右），并使电刷对换向器表面有良好的跟随性。电刷磨损或碎裂后，须用相同牌号及尺寸的电刷替换（电刷之详细规格可询问制造厂），同一台电动机，切忌使用不同牌号的电刷。新电刷装好后，需用“0”号砂皮纸，将其背面紧贴于换向器，随电刷旋转方向研磨电刷，以获得与换向器表面的良好接触面。研磨完毕，去除碳粉，并使电动机在1/41/3额定负载下运行0.5h至1h，然后再增加负载。7.6 轴承的保养 轴承的正常工作温度不应超过95，且声音是均匀和谐的。当发现轴承温度太高，或夹有不均匀之杂声时，说明可能是润滑条件不佳，也可能轴承受到损伤或有外物侵入，应即予以检查。可以先添加

22、同牌号的润滑脂，如果情况没有明显的改善，则应该停机拆开后检查，如发现轴承之钢珠，钢圈有裂纹，或清洗后未发现有损坏迹象，但在运转时仍有不均匀之杂声时，则必需更换新轴承。 轴承从轴上取下，应用特殊的拉杆工具。在装新轴承时，须将轴承用煤油清洗，置于油槽内加热至8090，或用电磁感应装置加热至110±5，然后轻轻套于轴上，不得用敲击和火焰加热的方法拆装轴承。轴承安装后，在轴承盖之油室内加入约等于2/3空间的润滑脂。在轴承运转（20002500）h后，应调换新的润滑脂，润滑脂牌号为3号锂基脂，每年至少调换一次润滑脂。电动机存库较长时间，在使用前应检查润滑脂，变质的要调换。7.7 绝缘的干燥电动

23、机之绝缘电阻不应低于1M，如低于这一数值时，需进行干燥，考虑到一般使用单位没有专用的烘箱设备，建议采用以下三种方法。7.7.1 热空气干燥电动机进行干燥时，应打开电动机的各通风窗，用干燥之热空气连续向线圈部分鼓吹，线圈温度最初（23）h内，不应超过50，而在开始干燥后的（68）h内，不应超过70。电动机在开始干燥时，绝缘电阻先是下降，然后开始升高，最后趋与稳定，在绝缘电阻稳定（45）h后，如绝缘电阻变化已不显著，则可以认为干燥已经完成。温度可用温度计以油灰固着于线圈来测量，而绝缘电阻之测量则用1000V兆欧计。7.7.2 电流干燥打开电动机的各通风窗，电机处于静止状态。励磁绕组接通直流电源，此

24、时励磁电流应控制在不超过额定励磁电流的30%为宜，加热温度也不应超过70，整个干燥过程与热空气干燥法相同。7.7.3 用红外线灯泡烘干。8 直流电动机的拆卸和装配总装配图见图-3-3所示。8.1 拆卸a) 拆除与电动机相联结的所有电缆线；b) 拆除用于固定电动机底脚及法兰的螺栓；c) 将电动机放置在平板上；d) 拆除换向器侧轴承盖上的螺栓，并取下外轴承盖；e) 从刷握中取出电刷，再拆下接到刷杆上的电缆线，并做好记号；f) 拆除换向器侧端盖上的螺栓，再取下该端盖（连同整个电刷架及电刷）。在拆卸时，端盖边缘止口外垫以木楔，用铁锤沿端盖四周之边缘均匀地敲击，使端盖止口逐渐脱离机座及轴承外圈；g) 拆

25、除轴伸侧端盖螺栓，把连同端盖之电枢从定子内小心地抽出。在此过程中要防止定、转子线圈及换向器表面受到擦伤；h) 将连同端盖的电枢放于木架上。拆除轴伸侧轴承盖上的螺栓，再取下轴承外盖及端盖；i) 用厚纸板将换向器外圆包好，轴承则用铝箔或洁净的塑料薄膜包好；j) 如果单个部件的装配关系容易搞错，则事先最好要作上标记。8.2 装配8.2.1 特别重要的是，在重新装配前要注意以下几点：l 良好的绝缘；l 带电部件间有足够的爬电距离；l 带电部件之间有良好的接触。8.2.2 装配的过程包括以下项目a) 根据电动机的型号及技术要求，校对定子接线图进行接线；b) 机座应卧放，电枢用长套筒吊起，然后装入定子内（

26、各个线圈和换向器表面不能碰伤）； c) 内轴承盖加好润滑脂，套在电枢两端的内轴承档。如电动机外轴承盖设有不停车加油装置，则内轴承盖在装配时可不加润滑脂；d) 将两只轴承热套于电枢两轴承档，再装上前后两端盖，用螺栓将端盖和机座配合紧固；e) 分别套上两外轴承盖，用螺栓把内、外轴承盖均匀拧紧；f) 换向器裹上“0”号砂皮纸，磨电刷后，吹尽电刷灰；g) 调整电刷的中心位置，检查刷架座是否处于标记所标出的位置上；h) 如采用停车不加油法，则电动机装配完成后需在外轴承盖的注油口加入适当的润滑脂； i) 这些工作完成以后还需要进行绝缘试验和运转试验。9 一般故障分析及排除电动机的故障及其纠正方法见表-9-

27、1。表-9-1可能的原因纠正的方法1 电刷下火花过大a) 电刷与换向器接触不良b) 刷握松动或装置不正c) 电刷压力大小不当或不匀d) 换向器表面不光洁，不圆或有污垢e) 换向片间云母凸出f) 电刷位置不在中性线上g) 电刷磨损过度，或所用牌号及尺寸与技术要求不符。h) 过载或负载剧烈波动i) 电机底脚松动发生震动j) 换向极线圈短路k) 电枢曾过热，电枢绕组与换向器脱焊l) 检修时将换向极线圈接反m) 电刷之间的电流分布不均匀n) 换向极在过载时饱和o) 所用电机选型不当a) 研磨电刷接触面，并使其在轻载下运转0.5h至1hb) 紧固或纠正刷握装置c) 用弹簧秤校正电刷压力(1525)kPa

28、(调整刷握弹簧压力或调换刷握)d) 清洁或研磨换向器表面e) 换向器刻槽，倒角再研磨f) 调整刷杆座至原有记号之位置，或火花情况最良好之位置g) 按制造厂原用之牌号及尺寸，更换新电刷h) 恢复正常负载i) 紧固底脚螺钉j) 检查换向极线圈，将绝缘损坏处进行修理k) 用毫伏计检查换向片间之电压降是否平衡，如某二片之间电压降特别大。说明该处有脱焊现象，须进行重焊l) 用罗盘试验换向极极性，并纠正之（换向极与主极极性关系，顺电机旋转方向，为n-S-s-N）。m) （）校正电刷压力（）如系电刷牌号不一致，须按原用之牌号及尺寸更换新电刷。n) 恢复正常负载o) 检查所用电机之性能保证值（标准）是符合使用

29、的工作条件2 电动机转速不正常a) 励磁绕组回路接触不良，励磁电压过低b) 电刷不在正常位置c) 电枢及磁场线圈短路a) 检查磁场线圈联接是否良好，接错，磁场线圈或调速器内部是否断路，励磁失压继电器是否动作，励磁电压是否正常b) 按所刻记号调整刷杆座位置c) 检查是否短路（磁场线圈须每极分别测量电阻）表-9-1 (续)可能的原因纠正的方法3 电枢冒烟a) 长时过载b) 换向器或电枢短路c) 电动机匝间短路d) 电动机线端电压过低e) 电动机选型不当，直接起动或反向运转过于频繁f) 定子转子铁心相擦a) 立即切断电源检查，冷却后恢复正常负载b) 是否有导电粉尘，金属切屑落入换向器或电枢绕组，用压

30、降法检查是否短路c) 检查电阻是否有短路g) 恢复电压至正常值h) 检查电机的性能保证值（标准）是否满足使用条件的工作条件i) 检查电机空气隙是否均匀，有无杂物存在，轴承是否磨损，装配是否良好4 磁场线圈过热a) 并励磁场线圈部分短路b) 电动机线端电压长时超过额定值a) 分别测量每一线圈电阻，修理或调换电阻特别低的线圈b) 恢复线端电压至额定值5 电动机不能启动a) 线路接触不良b) 起动时负载过重c) 起动力矩太小d) 电刷接触不良e) 电刷位置不正常f) 串励绕组接反g) 起动器与电机连接不正确a) 检查线路是否完好，起动器联接是否正确保险丝是否熔断，励磁欠压继电器是否动作b) 移去过载部分c) 检查所用起动器是否合适d) 检查刷握弹簧是否松动e) 按电刷架标记，调整刷架位置f) 按接线图标注接线g) 在电枢与电源接通前，应先接