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直流電機在運行時電刷下的火花如何維修

文章出處：maituwangluo.com | 發布時間：2017/4/28 14:13:59 | 瀏覽次數：551

直(zhi)(zhi)流電(dian)(dian)機(ji)換(huan)向(xiang)過(guo)程產(chan)生(sheng)火(huo)花的(de)(de)(de)原(yuan)因及電(dian)(dian)磁(ci)波的(de)(de)(de)傳(chuan)播途徑和(he)特點入(ru)手,總結(jie)了(le)幾個方(fang)(fang)法，提出了(le)直(zhi)(zhi)流電(dian)(dian)機(ji)在運行(xing)時對(dui)(dui)無(wu)線(xian)電(dian)(dian)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)干(gan)(gan)擾(rao)加以抑制的(de)(de)(de)幾種可(ke)行(xing)性(xing)方(fang)(fang)法。方(fang)(fang)便各大生(sheng)產(chan)商在使(shi)用(yong)直(zhi)(zhi)流電(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)(de)同時對(dui)(dui)當地的(de)(de)(de)無(wu)線(xian)電(dian)(dian)通訊產(chan)生(sheng)干(gan)(gan)擾(rao)。

直(zhi)(zhi)流電機運行(xing)時,換向過程以(yi)及電刷(shua)和(he)換向器之間不穩(wen)定的滑動接觸,是形成高頻(pin)電波(bo)的主要原因,它(ta)以(yi)電磁波(bo)的形式向外輻(fu)(fu)射,其射頻(pin)頻(pin)譜很寬(kuan),輻(fu)(fu)射能量最強(qiang)的頻(pin)率(lv)通(tong)常在(zai)10~15 kHz范圍內(nei)(nei),而其高頻(pin)部分可(ke)達(da)300 kHz以(yi)上。這個頻(pin)譜與無線電通(tong)訊(xun)、廣播和(he)電視等使(shi)用(yong)的頻(pin)帶相近(jin),因此對(dui)它(ta)們產(chan)生(sheng)干擾(rao)。這種干擾(rao)在(zai)數百米內(nei)(nei)都可(ke)察覺(jue)。無線電裝置離直(zhi)(zhi)流電機愈近(jin),干擾(rao)強(qiang)度就(jiu)越大(da)。為保證無線電通(tong)訊(xun)的質量,有些場(chang)合必須對(dui)直(zhi)(zhi)流電機產(chan)生(sheng)的干擾(rao)進行(xing)抑制。

直(zhi)流電(dian)機在(zai)運行時電(dian)刷(shua)下的(de)(de)火花,是一個強(qiang)烈的(de)(de)高頻干擾(rao)電(dian)源(yuan)。消除電(dian)刷(shua)下的(de)(de)火花是減弱(ruo)干擾(rao)源(yuan)的(de)(de)有(you)效(xiao)措(cuo)施。而產(chan)(chan)生(sheng)火花的(de)(de)原因(yin)很多,有(you)電(dian)磁性的(de)(de)、機械的(de)(de)、化學的(de)(de)。產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)火花是由(you)機械方面原因(yin)引(yin)起(qi)的(de)(de),如換(huan)向器(qi)偏(pian)心,換(huan)向器(qi)表面起(qi)伏不(bu)(bu)平(ping)或不(bu)(bu)清潔,片間絕緣突(tu)出,刷(shua)簧(huang)壓(ya)力不(bu)(bu)合適,以及電(dian)刷(shua)在(zai)刷(shua)握中過松或過緊,電(dian)刷(shua)與換(huan)向器(qi)件接觸不(bu)(bu)良等(deng)。

化學(xue)方面的(de)(de)原因,如電刷壓力過(guo)大(da),或(huo)在(zai)高(gao)空缺氧(yang)、缺乏水汽,或(huo)在(zai)具有破壞(huai)氧(yang)化膜的(de)(de)氣體環境中(zhong)工作(zuo),都會使(shi)對電機(ji)的(de)(de)良好換向(xiang)有重(zhong)大(da)作(zuo)用的(de)(de)換向(xiang)器表面的(de)(de)氧(yang)化亞銅薄膜遭到(dao)破壞(huai),于(yu)(yu)是引(yin)(yin)起(qi)火(huo)花,這都可(ke)通(tong)過(guo)改善工藝和加強維(wei)護來(lai)解決。而(er)產生火(huo)花的(de)(de)電磁性原因是由(you)于(yu)(yu)附(fu)加換向(xiang)電流iadd的(de)(de)出現。只要換向(xiang)回路中(zhong)由(you)iadd建立的(de)(de)磁場(chang)能(neng)量(liang)很(hen)大(da),或(huo)由(you)iadd引(yin)(yin)起(qi)的(de)(de)接觸點上的(de)(de)熱能(neng)損(sun)耗很(hen)大(da),火(huo)花便(bian)可(ke)產生。隨著微電子技術的(de)(de)發展和永磁材料磁性能(neng)的(de)(de)不斷(duan)提高(gao)，永磁無(wu)刷直流電機(ji)近年來(lai)受到(dao)普遍重(zhong)視，并且取(qu)得了(le)很(hen)大(da)的(de)(de)發展。
永磁(ci)無刷直流電(dian)機具有調速(su)方便(bian)、結構簡(jian)單、維護簡(jian)便(bian)、電(dian)磁(ci)污染小、功率密(mi)度大等優點，在伺服(fu)系統及(ji)小功率拖動系統中得(de)到了(le)廣泛的應用。
然而，由于電(dian)機(ji)(ji)(ji)本身結構(gou)以及饋電(dian)系(xi)統等方面的(de)原因，無刷直流電(dian)機(ji)(ji)(ji)具有(you)較大的(de)轉矩(ju)波動，這(zhe)限制了其在精(jing)密(mi)傳動和大功率驅動等系(xi)統中的(de)應(ying)用；另外，轉矩(ju)波動導致電(dian)機(ji)(ji)(ji)振動加(jia)劇，噪(zao)聲(sheng)增加(jia)，也影響了電(dian)機(ji)(ji)(ji)壽命。

制轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)(ju)(ju)波(bo)動(dong)一直(zhi)是(shi)永(yong)磁無刷直(zhi)流電(dian)(dian)(dian)機控制的(de)(de)重要內容。按轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)(ju)(ju)波(bo)動(dong)產生的(de)(de)原因(yin)，可分為：電(dian)(dian)(dian)磁因(yin)素引(yin)起(qi)的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)(ju)(ju)波(bo)動(dong)、電(dian)(dian)(dian)流換向引(yin)起(qi)的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)(ju)(ju)波(bo)動(dong)、齒槽引(yin)起(qi)的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)(ju)(ju)波(bo)動(dong)、電(dian)(dian)(dian)樞反(fan)應影響(xiang)和(he)機械工(gong)藝引(yin)起(qi)的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)(ju)(ju)波(bo)動(dong)等，其中前 3 者對轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)(ju)(ju)波(bo)動(dong)影響(xiang)較(jiao)大。

針對(dui)不(bu)同的(de)原(yuan)因，國內外許多學者(zhe)作了大量的(de)研究工作。對(dui)于(yu)齒槽轉(zhuan)矩產生和削弱方法(fa)，采用(yong)定(ding)子斜槽的(de)方法(fa)可取(qu)得較好效(xiao)果。對(dui)于(yu)換(huan)(huan)相轉(zhuan)矩波動，文獻(xian)[9]從 3 個不(bu)同的(de)狀(zhuang)態作了詳細的(de)分析(xi)，指出換(huan)(huan)相轉(zhuan)矩波動與反電勢和電源電壓以及轉(zhuan)速之間(jian)的(de)關(guan)系；針對(dui)換(huan)(huan)相時總(zong)電流下(xia)降的(de)現狀(zhuang)，采用(yong)電流反饋(kui)、重疊換(huan)(huan)相以及人工智能算(suan)法(fa)等方法(fa)維持換(huan)(huan)相時總(zong)電流不(bu)變以抑制換(huan)(huan)相轉(zhuan)矩波動[10-12]