电机火花最详细分析

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1、火花生产换向火花的主要原因,可以归结为三个方面：电磁因素、机械因素和化学因素.1、电磁因素　（1）、换向线圈内环流的作用，由于换向线圈内存在三种电势造成了环流，从而破坏了直线无火花换向所具备的条件，从而生产了火花；　（2）、片间电压（势）过高及电枢反应影响。在电源电压作用下，除了一部分电压力各部分的阻抗降落和电势所平衡外，大部分电压作用在电刷两端，主要为旋转电势所平衡。　　当片间电压过高时相邻换向片间就会产生火花，又由于转子旋转时，电刷和换向器进行摩擦，会有碳粉和金属粉末，并会沉积在两换向片间的凹槽内，从；二家具了换向火花，从而在两片间形

2、成了飞弧，持续的飞弧又导致周围空气的电离，从而又促成了强烈的电弧，从而导致电机损坏。2、械因素因机械因素二产生的火花，是由于电刷与换向器不能很好接触造成时而接触时而断开，从而产生跳火，造成这种情况主要有以下几个方面：（1）转子动平衡不良　转子动平衡性能不好，以至转子在高速转动时造成剧烈震动，致使碳刷于换向器不能很好的接触；（2）换向器偏心或圆度不好　在换向器压入转子厚，还须经过粗车和精车，因此不应该会出现偏心，但在电机负载运行中，换向器发热，在热和离心力的作用下，就可能造成换向器偏心或园度不好，从而影响碳刷和换向器的良好接触，以致转子旋转

3、时电刷产生跳火而产生火花；（3）电刷弹簧弹力不够　　弹簧弹力不够，将使电刷不能好地与换向器接触，尤其当电机有较大的振动时，不能避免电刷的跳动。但弹簧弹力也不是越大越好，弹力过大，会加速电速机械性磨损增加，甚至破坏换向器表面上的氧化膜，对换向不利。合适的弹力是（400-500Pa左右；3、碳刷座与碳刷配合不好碳刷座与碳刷的配合，应使电刷能在碳刷座内上下自由滑动，当转子在旋转中产生振动时，保证碳刷在弹力作用下能与换向器有良好的接触，但配合太松也将造成电刷的跳动。4、化学原因经过长期的研究和实际的实验证明，在换向器表面上的一层氧化膜对取得良好的

4、换向是很必要的，该氧化膜实际上是又两层膜组成，一层是氧化薄膜，另一层是覆在氧化薄膜上的碳素薄膜。表面的水膜产生电解而形成的。这时水分被电解而产生的氧离子堆聚在阳极上（即流入电流的极），使换向片被氧化，但当被氧化的换向片转到另一个极性电刷下(即流出电流，看作阴极)、则一部分氧化层被还原。这层薄膜主要是氧化亚铜，从而使换向线圈回路中增加了电阻，这对改善换向，降低火花是有帮助的。　　　　另一层碳素薄膜，是由于转子旋转中，从电刷上磨下的石墨碳粉，吸附了水分而形成的，这层薄膜能对磨擦起润滑作用，因此降低了电刷换向器的摩擦系数，减小了电刷与换向器的摩

5、擦。在实际运转中，氧化层在不断的被磨损及还原中．同时又在不断的被氧化而加厚，并最终得到动态平衡。但省用围空气非常十燥顺缺乏水分时，将会影响电化膜的生成、使换向恶化，火花加剧。当周围环境中有氯气时，氯气与水分化合少成盐鼓，会清除氧化亚铜，破坏氧化层。以上已经分析了火花产生的原因了，可采取相应的措施来改善换向，有的措施应是显而易见的，如提高动平衡精度来减小械因素所造成换向火花等。但这里将着重叙述减小电磁因素所造成换向火花的一些措施。1、减小换向线圈内的电抗电势ex由于换向线圈内产生电抗电势ex，造成了延时换向，因而产生投向火花，因此设法减小电

6、抗电势，将会改善换向电抗电势是由于换向线圈中的电流在很短的换向过程巾，由正的ia改变到负的ia(变化了2ia的电流)而产生的，其计算式如下：ex=L(2ia/T)从上式可见．ex正比于换向线圈的电感L，以及电枢电流ia，反比于换向周期T。其中电流ia，实际上就是电机的电流，在电机功率已经确定的情况下，电流也已基本确定。换向周期T取决于电机转路转速，转速越高，T越小，使ex越大，因此为减小ex只能从降低电感，如减少换向线圈的匝数，采用较短的转子槽和较短的铁芯叠成等。2、用换向电势ea来抵制ex在以上的分析中已提到可用换向电势ea来抵消ex，

7、这就要求ea的方向与ex相反。(1)逆转子旋转方向移动电刷位置在碳刷座的位置可以移动的电机中，往往采用逆转子旋转方向移动碳刷座的方法来达到上述要求，从而使转子线圈还没有转到几何中心线就开始接触电刷开始进入换向，这样就使换向线圈能切割原极性的磁场。但移刷定于磁场作于转子上的有效磁通减少，以致效率降低，并使电机转速升高、如果移动电刷过大改善换向的作用力不增强，因为造成单糊中激电机换向火花的电磁因素不仅仅只是电抗电势，还有变压器电势所产生的环流，这是依靠移动电刷是没有作用的，所以对两个极的电机移角度一般控制在10一26度。(2)借偏转子线圈到换

8、向片的接线大多电机的碳刷座是不可移动，因此电刷是不能移动的，为了能得到移动电刷的同样效用，可将转子线圈接到换向片的位置借偏一个角度。将接线顺着转子的旋转方向偏前1—2个换向片，这与电刷逆旋转方