直流电机电刷火花较大的原因分析及处理方法

蚂蚁军团团长

    在直流电机启动运行时，电机电刷处火花较大将造成直流电机运行不稳定、甚至可能导致保护动作，故需给予重点关注。一般情况下，电机电刷火花较大主要由以下几个因素造成：
    (1)电刷本体问题。接触面小、磨损过度，电刷压力太大或太小；
    (2)换向器问题。云母凸出，表面有油污，偏心或换向片突出；
    (3)电动机过负载；
    (4)机械振动过大；
    (5)绕组极性接反或短接；
    (6)电枢绕组问题。例如焊接不良或开焊，换向片间短路等。
    归纳而言，引起电机电刷下产生火花的原因大体有电磁方面、机械方面和化学方面的。在此以前两者为例，对其中的机理特性进行简要阐述。
    (1)当直流电动机拖动机械负载运行时，其气隙中的实际磁场是主极磁场与电枢磁场的合成磁场，这时会产生交轴电枢反应，其反应的结果之一是在换向器上产生火花。若是发生绕组极性接反，由于换向电势和电抗电势不能抵消，反而相加，即使在较小的负载工况下也会出现严重火花。
    (2)机械原因导致火花。换向器偏心，换向片长期磨损绝缘凸出，电刷接触面少于1／2，换向器表面不清洁、电刷压力大小不合适，电机电刷卡死或不灵活和电刷过短使压簧接近于换向器等，都会使换向器与电刷接触不良，电刷下各部分电流密度不断地强烈变化，从而引起火花出现。若换向极主极和各刷杆在圆周上装配不均，可能在换向元件中使电抗电动势和旋转电动势不能平衡，也易产生火花。
    针对上述电机电刷火花产生的基本机理，均可对应地采取相关手段以抑制并消除火花现象，诸如加装换向极、合理选用电刷、调整电刷压力等。然而，在具体的实际工程中，应结合现场多方面考虑，经综合判断后以寻求有效可行的处理措施。