曹福生 金漢林 張書(shū)虎 楊武奎
摘要:針對(duì)某型起動(dòng)直流電機(jī)修理過(guò)程中發(fā)現(xiàn)電機(jī)的定子線圈與殼體間絕緣電阻小于規(guī)定值的故障進(jìn)行了分析,研究了起動(dòng)直流電機(jī)絕緣電阻值偏小的故障原因,提出了解決措施和預(yù)防辦法,對(duì)同類起動(dòng)直流電機(jī)故障的排除和診斷具有一定的參考意義。
關(guān)鍵詞:起動(dòng)直流電機(jī);絕緣電阻;故障模式影響
Keywords:DC electric starter;insulated resistance;fault mode effect
1 故障現(xiàn)象
某型直流電機(jī)修理過(guò)程中,使用高阻表連續(xù)測(cè)量三臺(tái)電機(jī)的定子線圈與殼體間的絕緣電阻,阻值均小于規(guī)定值,如表1所示。技術(shù)文件規(guī)定,定子線圈與殼體間絕緣電阻應(yīng)不小于20MΩ。
如果定子線圈與殼體間絕緣電阻小于規(guī)定值或?yàn)榱?,說(shuō)明定子線圈與殼體出現(xiàn)導(dǎo)通或短路,使用過(guò)程中將導(dǎo)致定子線圈燒蝕和工作不正常,進(jìn)而引起電機(jī)不能正常工作。
2 電機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理
該型起動(dòng)直流電機(jī)是串激磁式四極直流電動(dòng)機(jī),電機(jī)靠軸的自由端上的主動(dòng)齒輪與燃?xì)獍l(fā)生器相連,起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)由靜子、轉(zhuǎn)子、前板、后板、轉(zhuǎn)速傳感器、殼體等組成(見(jiàn)圖1)。
靜子的主要部分是一個(gè)鋼制構(gòu)架,其上固定有4個(gè)帶線圈的極,每個(gè)極用兩個(gè)螺釘緊固。每個(gè)極的線圈由圓截面的銅導(dǎo)線特殊繞制而成,以確保工作可靠和防蝕。靜子的外面固定包有絕緣材料的接線柱,其將電源輸送給起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī),如圖2、圖3所示。
起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)接通直流電壓后,電機(jī)帶轉(zhuǎn)空氣發(fā)生器,約5s后點(diǎn)燃燃燒室的燃油。在渦輪和起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下,將轉(zhuǎn)速提高到35%左右。達(dá)到該轉(zhuǎn)速后,控制盒切斷起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)電源,之后在無(wú)電機(jī)情況下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)??靠諝獍l(fā)生器加速使起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速提高到加載慢車轉(zhuǎn)速44%左右??諝獍l(fā)生器成功起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后,空氣發(fā)生器及起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)即停轉(zhuǎn)。
3 故障原因分析
根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu),絕緣電阻值小主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面(見(jiàn)圖4)。
1)定子線圈表面損傷,與殼體接觸導(dǎo)通。
2)導(dǎo)線絕緣套管表面損傷,與殼體接觸導(dǎo)通。
3)刷架環(huán)組件上碳粉吹除不干凈,殼體、刷架環(huán)組件上的碳粉、接線柱、導(dǎo)線接頭形成通路,導(dǎo)致殼體導(dǎo)線導(dǎo)通。
4)固定刷架環(huán)組件和導(dǎo)線接頭(引出線組件)的螺釘過(guò)長(zhǎng),從刷架環(huán)組件表面上的螺釘孔伸出,與殼體接觸導(dǎo)通。
4 故障排除
根據(jù)圖4所列故障樹(shù)進(jìn)行電機(jī)分解檢查,螺釘長(zhǎng)度滿足技術(shù)文件要求,線圈、導(dǎo)線表面外觀正常。于是,故障點(diǎn)被定位在碳粉上。
從電機(jī)上分下螺釘,取出導(dǎo)線接頭和刷架環(huán)組件,發(fā)現(xiàn)刷架環(huán)組件表面上存在積炭,采用汽油清洗表面積炭,在110℃~120℃條件下對(duì)刷架環(huán)組件烘干,重新測(cè)量,三臺(tái)電機(jī)的絕緣電阻如表2所示。
比較表1和表2,輸出如圖5所示的比對(duì)分析圖。
5 預(yù)防措施
1)修理過(guò)程中,檢查線圈表面、導(dǎo)線絕緣套管表面,不應(yīng)有劃傷、金屬線芯裸露。
2)采用壓縮空氣吹除電機(jī)靜子組件內(nèi)腔中的碳粉后,建議將刷架環(huán)組件從電機(jī)殼體內(nèi)分下,使用汽油清洗表面并烘干。
3)將螺釘通過(guò)導(dǎo)線接頭、刷架環(huán)組件螺紋孔進(jìn)行加裝時(shí),如果螺釘從刷架環(huán)組件伸出,應(yīng)更換螺釘或刷架環(huán)組件。
4)增加對(duì)刷架環(huán)組件高度的微分測(cè)量要求。
5)設(shè)計(jì)制造過(guò)程中,建議刷架環(huán)組件上的通孔為一定深度的盲孔。
6)電機(jī)使用一段時(shí)間后,應(yīng)定期用清潔的壓縮空氣吹除集電器內(nèi)的碳粉。
7)檢查整流子的工作表面,如果整流子被損壞,必須更換起動(dòng)電機(jī)。
8)檢查電刷和刷握中的移動(dòng)靈活性以及彈簧是否處于正確位置。
9)檢查電刷上導(dǎo)線的完好性,導(dǎo)線不應(yīng)妨礙電刷在刷握內(nèi)的進(jìn)給。
10)檢查電刷的狀況及磨損。當(dāng)電刷因磨損而高度下降≤10mm時(shí),必須從其成套備件中取新件予以更換。新電刷應(yīng)能自由進(jìn)入刷握的孔,并應(yīng)與整流子進(jìn)行磨合。
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