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直流电机在运行时电刷下的火花如何维修

文章出处：www.cqsmdj.com | 发布时间：2017/4/28 14:13:59 | 浏览次数：551

直流电机换向过程产生火花的原因及电磁波的传播途径和特点入手,总结了几个方法，提出了直流电机在运行时对无线电产生的干扰加以抑制的几种可行性方法。方便各大生产商在使用直流电机的同时对当地的无线电通讯产生干扰。

直流电机运行时,换向过程以及电刷和换向器之间不稳定的滑动接触,是形成高频电波的主要原因,它以电磁波的形式向外辐射,其射频频谱很宽,辐射能量最强的频率通常在10~15 kHz范围内,而其高频部分可达300 kHz以上。这个频谱与无线电通讯、广播和电视等使用的频带相近,因此对它们产生干扰。这种干扰在数百米内都可察觉。无线电装置离直流电机愈近,干扰强度就越大。为保证无线电通讯的质量,有些场合必须对直流电机产生的干扰进行抑制。

直流电机在运行时电刷下的火花,是一个强烈的高频干扰电源。消除电刷下的火花是减弱干扰源的有效措施。而产生火花的原因很多,有电磁性的、机械的、化学的。产生的火花是由机械方面原因引起的,如换向器偏心,换向器表面起伏不平或不清洁,片间绝缘突出,刷簧压力不合适,以及电刷在刷握中过松或过紧,电刷与换向器件接触不良等。

化学方面的原因,如电刷压力过大,或在高空缺氧、缺乏水汽,或在具有破坏氧化膜的气体环境中工作,都会使对电机的良好换向有重大作用的换向器表面的氧化亚铜薄膜遭到破坏,于是引起火花,这都可通过改善工艺和加强维护来解决。而产生火花的电磁性原因是由于附加换向电流iadd的出现。只要换向回路中由iadd建立的磁场能量很大,或由iadd引起的接触点上的热能损耗很大,火花便可产生。随着微电子技术的发展和永磁材料磁性能的不断提高，永磁无刷直流电机近年来受到普遍重视，并且取得了很大的发展。
永磁无刷直流电机具有调速方便、结构简单、维护简便、电磁污染小、功率密度大等优点，在伺服系统及小功率拖动系统中得到了广泛的应用。
然而，由于电机本身结构以及馈电系统等方面的原因，无刷直流电机具有较大的转矩波动，这限制了其在精密传动和大功率驱动等系统中的应用；另外，转矩波动导致电机振动加剧，噪声增加，也影响了电机寿命。

制转矩波动一直是永磁无刷直流电机控制的重要内容。按转矩波动产生的原因，可分为：电磁因素引起的转矩波动、电流换向引起的转矩波动、齿槽引起的转矩波动、电枢反应影响和机械工艺引起的转矩波动等，其中前 3 者对转矩波动影响较大。

针对不同的原因，国内外许多学者作了大量的研究工作。对于齿槽转矩产生和削弱方法，采用定子斜槽的方法可取得较好效果。对于换相转矩波动，文献[9]从 3 个不同的状态作了详细的分析，指出换相转矩波动与反电势和电源电压以及转速之间的关系；针对换相时总电流下降的现状，采用电流反馈、重叠换相以及人工智能算法等方法维持换相时总电流不变以抑制换相转矩波动[10-12]