改善电机换向的方法和措施

改善换向的方法和措施：1、优化刷盒尺寸和弹簧压力： 刷盒的作用是将电刷固定在应有位置，但又要保证电刷在刷盒中能自由活动，配合间隙既不能太大，又不能太小。太大了电机运转时电刷可能在换向器表面产生倾斜和跳动，从而影响换向。太小了，当电刷在负载下发热膨胀时可能卡死。

而弹簧的作用是施于电刷一定的压力，以保证电刷与换向器在电机运转时始终有良好的接触。施于电刷的单位压力增大，电刷与换向器的接触电阻就减小，则电损耗减小，但摩擦系数增加，使摩擦损耗增加。总损耗呈马鞍形变化，而在总损耗最小时的单位压力下，电刷的磨损率也最小。所以，选择施于电刷的压力时，应考虑电机运行中总损耗和电刷磨损最小时相应的单位压力。对金属石墨电刷这个压力一般在1.5-2.5n/cm2之间。在确定初始压力时，应考虑在电刷磨损过程中缩短时弹簧因伸长其压力会减小的因素。施于电刷的单位压力减小到低于某一极限时，电刷与换向器之间的接触就开始不稳定，容易出现机械性火花，这时就应该更换电刷了。 2、电刷的磨合： 电刷与换向器表面接触的好坏、接触面积的大小，直接影响直流电机换向的好坏、火花的大小和电刷磨损的速度。所以，电机装配完成后应对其进行空载磨合。磨合的目的是增大电刷与换向器的接触面积，一般应使接触面积达到80%以上，这样在负载时才能保证良好换向。为了缩短磨合时间，可以用提高电压的方法使电机转速提高，但要考虑电机的机械强度，不能高出额定转速过多。未经磨合的电刷与换向器的接触面不够，即为局部接触，使接触处电流密度增大，造成换向不良，电机出厂后造成返修率增加。 电刷的磨合为什么在这里单独讨论?因为现在大多数生产电动自行车用直流电机的厂家省去或忽略了电刷磨合这一重要工序，原因有二：①有刷磨合需要设备、场和时间，在不了解它的重要性的情况下，就把它省掉了，特别是生产任务紧张的时候;②整车厂的误区：整车厂由于无电机正规检测设备，一般只检测电机的空载电流和运行噪声，并对这两个指标提出过高要求。而未磨合的电机，由于电刷与换向器接触面小，有时反映出空载电流和噪声还低一些，整车厂反而觉得满意。所以，劝告电机生产厂家，电刷磨合步骤不能省;还希望整车厂的技术人员，不要盲目追求小空载电流、低噪声。这两项指标只要符合标准就行。 6、进行严格的寿命测试： 衡量电机换向好坏最简便的方法是：当电机在额定负载下运行时，观察电刷后刷边产生火花的情况。为此，在电机刷架处应有能打开的窗口，以便观察。但是，对电动自行车用直流电机，由于设计紧凑，不存在这样的窗口，也就无法观察电机换向的情况，也就无法回答换向好坏的问题。而换向好坏又是影响电机性能的重要指标。怎么办?最好的办法是根据标准(目前一般是企业标准)进行寿命试验(又称无故障运行试验)。寿命试验后，将电机解剖，检查换向器表面和碳刷磨损情况。若寿命试验合格，说明电机换向也应该是合格的。 目前，因为寿命试验需要设备和时间，有的企业也不清楚寿命试验怎么做及其有什么样的要求，因此很少有企业做此试验的，虽然企业标准中有此要求。实际上，只有通过做寿命试验，企业对自己的产品才能真正做到心中有数。

换向问题是直流电机的一个重要问题，换向好坏直接影响直流电机无故障运行的时间。换向出现问题是电动自行车用直流电机的主要故障之一，应引起充分重视。如前所述，换向问题是一个复杂问题，但换向好坏最终体现在电机负载运行时后刷边火花的大小上。要采取措施使火花大小符合要求，这样就能使电机无故障运行时间延长。 上面介绍了改善换向的方法和措施，企业在生产中应该加以注意。能否应用这些方法和措施，关键看企业的质量意识如何。为了使产品换向合格、质量稳定，应抓住三个方面：第一，把住进厂关，对进厂的零部件要进行严格的检验，不让不合格零部件进入生产线;第二，把住生产工艺关，要有合理的工艺流程和操作规范，要有必要的保证产品质量的工装夹具，要有熟练的按操作规程要求操作的工人;第三，把住出厂试验关，产品出厂前应做必要的试验，该做电刷磨合试验应该坚持做，出厂试验应按照符合试验标准要求的试验规范严格进行，使不合格产品出不了企业大门。 当前，电动自行车市场竞争激烈，产品质量鱼龙混杂，但最终必然是优胜劣汰。只要企业能重视质量，不断提高自己产品的品质，就一定能在激烈竞争中胜出，并将企业做大做强。

换向问题是影响直流电机质量的主要问题之一。介绍下如何评价换向合格的指标;论述了影响换向的原因包括电磁、机械、电化学等方面;提出了改善换向的方法和措施：一是调节电刷位置，二是要重视换向器的质量，三是重视电刷的选择，四是优化刷盒尺寸和弹簧压力，五是电刷的磨合非常重要，最后要进行严格准确的寿命测试。 影响换向的原因： 直流电机换向过程中为什么会产生火花呢?根据理论和实践分析，影响换向的原因很多，有电磁的、机械的、电化学的等等，并且它们之间又相互影响，十分复杂。这里不准备在理论上作过多的分析，只针对电动自行车用直流电机为改善换向在生产中应注意的问题做一些分析，或许会对生产起到一定的指导作用。 1、电磁原因： 在换向时，换向元件中会产生电抗电势和换向电势，这些电势之和一般大于零，称延迟换向。当换向时，后刷边离开一个换向片转向另一个相邻换向片时，换向电流不为零，有电磁能量储存在换向元件内，在前个换向片离开电刷时，换向回路被突然切断，换向元件中的电磁能量就只有击穿空气而释放，从而产生火花。 2、机械原因： 对生产而言，由于机械原因而导致换向不良是一个重要方面。机械方面的原因很多，例如：平面换向器表面的平整度、粗糙度及装配时换向器表面与电机轴线的垂直度;换向器片间绝缘突出或换向片突出;电刷接触面研磨不好，电刷与换向器表面只有局部接触;电刷上弹簧压力大小不合适;电刷在刷盒里太松或太紧;各个刷杆之间距离不相等，致使有些电刷所短路的换向元件不在几何中心线上;换向器表面不洁等。 3、电化学原因： 正常运行的电机，换向器表面会产生很薄的一层褐色氧化亚铜薄膜。实践表明，氧化亚铜薄膜的存在，是电机良好换向的必要条件。这是因为氧化亚铜薄膜本身不仅具有较高的电阻，且其表面还常吸附着薄层水份、氧气和石墨粉末，具有良好的润滑作用，有利于减少电刷和换向器的磨损。

直流电机调速需要注意的6个问题：　　1、采用移相触发电路对可控硅的导通角进行控制，触发角可以用电压信号进行调节; 　　2、控制电压可以用手动设定或通过给定与转速反馈之差进行自动调节，调节器可以进行PID运算; 　　3、直流电机，固定励磁，电机转速与电枢电压成正比，所以，应采用调压调速; 　　4、三相可控硅全桥整流电路，可以获得脉动直流电源(可调节); 　　5、简单的无反馈调速系统，就是通过给定电位器改变移相控制电压，从而改变可控硅导通角、改变整流输出电压、改变电机转速; 　　6、简单无反馈的系统，电机实际转速与给定值之间有偏差，并且系统不能自动减小这个偏差，对于要求不高的场合可以直接应用。

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