直流电机火花等级、电刷
直流电机电刷下的正常火花
直流电机电刷下的正常火花1. 简介直流电机是一种常见的电动机类型，广泛应用于各个领域。
在直流电机的运行过程中，电刷是一个重要的组件，负责与旋转的集电环接触，将电源提供给转子。
然而，在一些情况下，我们可能会观察到电刷下出现火花现象。
本文将详细介绍直流电机电刷下的正常火花现象。
2. 火花现象的原因当直流电机运行时，由于旋转部件与固定部件之间存在摩擦力和接触阻力，会产生一定程度的摩擦和磨损。
这就导致了火花现象的产生。
具体来说，主要有以下几个原因：2.1 电刷材料选择通常情况下，直流电机的电刷由碳材料制成。
碳材料具有良好的导电性能和耐磨损性能。
然而，在高速运行或负载较大情况下，碳材料容易产生摩擦和磨损，从而引发火花现象。
2.2 旋转部件与固定部件之间的摩擦直流电机中，旋转部件（如转子）与固定部件（如集电环）之间存在一定的摩擦力。
当摩擦力超过一定程度时，会引起电刷下的火花现象。
这是因为摩擦力会产生高温，使电刷表面温度升高，进而引发火花。
2.3 电刷磨损随着直流电机的使用时间增加，电刷会逐渐磨损。
磨损过程中，电刷表面会出现不平整、毛刺等情况，增加了火花产生的可能性。
3. 火花现象的特征直流电机电刷下的正常火花具有以下特征：3.1 火花颜色正常火花通常呈蓝色或白色。
这是由于高温引起气体分子激发和离子化产生的。
3.2 火花形状正常火花呈细小且均匀分布的点状或线状。
如果火花呈现较大且不均匀分布的形状，则可能表示存在异常情况。
3.3 火花频率正常火花的频率通常在一定范围内变化，与电机负载和转速有关。
频率过低或过高可能表示电刷或其他部件存在问题。
4. 火花现象的影响直流电机电刷下的正常火花现象对电机运行有一定的影响：4.1 能量损耗火花现象会产生额外的能量损耗，降低了电机的效率。
这是因为火花会导致能量转化为热能，从而增加了电机的工作温度。
4.2 磨损加剧火花现象会加剧电刷和集电环等部件的磨损，缩短其使用寿命。
特别是当火花较大、频次较高时，磨损加速。
直流电动机火花等级和判断标志
直流电动机火花等级和判断标志
直流电动机火花等级和标志见表。
表直流电动机火花等级和推断标志火花等级电刷下的火花程度换向器及电刷的状态允许的运行方式1无火花--1电刷边缘仅小部分有微弱的点状火花或有非放电性的红色小火花换向器上没有黑痕，电刷上没有灼痕允许长期连续运行1电刷边缘大部分或全部有稍微的火花换向器上有黑痕消失，但不发展，用汽油擦其表面即能除去，同时在电刷上有稍微灼痕 2 电刷边缘全部或大部分有较剧烈的火花换向器上有黑痕消失，用汽油不能擦除，同时电刷上有灼痕。
如短时消失这一级火花，换向器上不消失灼痕，电刷不致被烧焦或损坏仅在短时过载或短时冲击负载时允许消失 3 电刷的整个边缘有剧烈的火花（即环火），同时有大火花飞出换向器上的黑痕相当严峻，用汽油不能擦除，同时电刷上有灼痕。
如在这一火花等级下短时运行，则换向器上将消失灼痕，同时电刷将被烧焦或损坏仅在直接起动或逆转的瞬间允许存在，但不得损坏换向器及电刷
1。
换向火花等级表
换向火花等级
根据电刷下火花程度和换向器及电刷的状态，换向火花等级为5级
安装的规定：一般用途的直流电机在空载（不允许空载的电机从〔¼〕负载到额定负载，对正逆转要求的直流电机，应测量两个转向的情况下，换向火花等级应不超过1½级，在偶然过电流或短路时转矩（见7.1-7.2），火花应不超过2级，3级火花只有直流启动（没有启动变阻器）或逆转的瞬间，且换向器及电刷的状态仍能适应于以后的工作允许出现。
换向试验：
如电机需进行温升测试，换向试验在温升试验后立即进行，试验时间应在该类型电机的标准中规定。
电动机换向火花等级表
8.2火花等级的确定
电机在确定火花等级时，一般按电刷下的火花程度确认，如所有电刷下的火花均匀，可判定为一级，假如一边高一边低，则按火花较高一边判定。
以上节选自《电动机国家标准》GB/T 1311-1989直流电机试验方法IEEE 113:1973中火花等级表详细)。
维修电机技术手册
【标准名称】渔船电机修理技术要求 http://219.239.34.169/was40/detail?record=125&channelid=3849【标准号】SC／T 8042—94【标准文件】SC／T 8042—94渔船电机修理技术要求（渔船）1 主题内容与适用范围本标准规定了渔船交直流机的修理、安装、试验技术要求。
本标准适用于渔船及渔业辅助船交、直流电机的修理，其他电机可参照执行。
2 电机修理的一般规定2.1 电机修理前必须对电机做详尽的勘验，以便确定修理的范围及工程量。
2.2 检修电机必须认真填写电机修理记录单（见附录A和B）。
2.3 电机修理时使用的导电、导磁及绝缘材料的规格应类同于原电机制造材料、绝缘材料及油漆涂层应具有防霉性、化学稳定性、一定的机械强度和介电强度。
2.4 电机修理后应内外清洁无垢。
铭牌完整。
无油漆覆盖，字迹清晰，各零部件完好无缺。
螺栓、螺母应紧固无松动现象。
转子转动灵活、运转正常无异声。
轴伸径向无偏摆现象。
电刷应接触良好。
位置正确。
电机外壳及端盖应无影响机械强度的裂痕。
2.5 电机绕组更换或电机的出口引线更换后，必须在电机出线端套上永久性的标记。
电机接线应与端子标号一致，各端子的接触应紧密。
电机内部连线不得触及转动部分、转子和刷架的引出线应有完善的固定装置，并牢固无损。
3 电机主要零部件修理技术要求3.1 绕组的修理3.1.1 若确认绕组系外部因素引起的诸如部分灼焦、绝缘破坏、断路、短路，且又易于修理者，可局部包扎、烘潮喷漆。
但每台电机该类故障不得超过一处。
3.1.2 如电机绕组槽内部分绝缘破坏、断路、短路等以及槽外部分故障点每台超过一处，或虽为一处而不易检修者，一律拆除绕组重新绕制。
重新绕制的绕组，其绕线、绕组的绝缘嵌线、接头、烘潮和浸漆技术要求见本标准第5、6项。
3.1.3 对出线头绝缘损坏者，应拆去旧绝缘，换上相应绝缘等级的绝缘材料，烘潮喷漆。
3.1.4 若线圈端头或联接铜排之接合处连接不佳，应重新搪锡。
电机检修职业技能试卷(221)
一、选择题（共 50 题，每题 1.0 分）：【1】当三相异步电动机负载减少时，其功率因数（）。
A．不变B．增髙C．降低D．与负载多少成反比【2】抽发电机转子过程中，若需要变更钢线绳位置时，（）。
A．允许短路时间将转子直接放在定子铁心上B．允许短路时间用护环做支撑C．不准将转子直接放在定子铁心上，严禁用护环作支撑面或使护环受力D．允许将转子直接放在定子铁心上且利用护环做支撑【3】对继电保护的基本要求包括可靠性、选择性、灵敏性和速动性。
其中，当电力系统发生故障时，只跳开离故障点最近的断路器，使停电范围最小，是指继电保护的（）。
A．可靠性B．选择性C．灵敏性D．速动性【4】在查找发电机转子绕组接地故障不稳定接地点时，可用不大于200V的交流电压加在绕组和本体之间，但加压时应串限流电阻使短路电流不超过（）A。
A．10~15B．50~65C．90~95D．95~105【5】为了保证频率合格，水轮发电机因转速慢，故转子极对数比汽轮发电机极对数（）。
A．少B．多C．相等D．不一定【6】直流发电机补偿绕组的作用是（）。
A．增加气隙磁场B．抵消电枢反应，保持端电压不变C．抵消极面下的电枢反应，消除电位差火花，防止产生环火D．补偿电枢反应去磁作用影响，保持励磁电流不变【7】发电机定子膛内照明灯必须是（）。
A．36V以下，无保护罩，带开关B．36V以下，且有保护罩，带开关C．36V以下，且有保护罩，不带开关D．220V以下，且有保护罩，带开关【8】设备对地电压在（）V以上者为高压，对地电压250V及以下者为低压。
A．220B．250C．380D．1000【9】大容量的异步电动机（）直接起动。
A．可以无条件的采用B．完全不能采用C．鼠笼式可以直接起动，绕线式不能D．在电动机的额定容量不超过电源变压器额定容量的20%~30%的条件下，可以钟，如仍无效，可将（）,重新磁化。
A．极性交换B．直流电源电压升至额定电压C．发电机转速提高D．更换并激绕组【11】两个电阻器件的额定功率不同，但额定电压相同，当它们并联在一个电压上时，则功率大的电阻器（）。
电机火花标准
电机国家标准GB755-87规定的火花等级如下表火花等级电刷下火花程度换向器及电刷状态1 无火花换向器上没有黑痕及电刷没有灼痕1—1/4 电刷边缘大部分有点状火花（约1/5至1/4刷边只有断续几点）1—1/2 电刷边缘大部分（大于1/2刷边）有连续的较稀的颗状火花换向器少年宫有黑痕，但不发展，用汽油擦其表面即能消失，同时在电刷表面有轻微灼痕2 电刷边缘全部或大部分有连续的，较密的颗粒火花，开始有断续的舌状火花换向器上有黑痕，用汽油不能擦除，同时电刷上有灼痕，如短时出现这一火花，换向器上不出现灼痕，电刷不烧焦或损坏3 电刷整个边缘有强烈的舌状火花，伴与爆裂的声音换向器黑痕较严重，用汽油不能擦除，同时电刷上有灼痕。
如在这一火花等级下短时运行，则换向器将出现灼痕，同时电刷将被烧焦或损坏可以看出，GB755-87标准规定的火花等级，是用两种方法加以判别的，一是电刷下火花特征，即火花大小、亮度和密集程度；二是火花对换向器表面和电刷的损害程度。
在上述火花等级标准中可以看出，1级和1—1/4级是无害火花，1—1/2级火花虽然在换向器和电刷表面产生轻微灼痕，但仍允许长期运行，不致造成对电机的威胁，2级火花的电弧能量较大，会造成对换向器和电刷的灼伤，只允许在过载时短时出现，3级火花是危险火花，它能导致环火事故，不允许经常出现。
关于换向火花允许等级，国内各制造厂和使用单位，通常规定如下；从空载到额定负载，换向火花应不大于1—1/2级；在最大工作过载时，换向火花不应大于2级，这种规定实际上是认为1—1/2级以下的火花为无害火花，因此允许电机长期连续运行，2级火花是有害火花，只允许在过载时短时出现，3级火花则是十分危险的，有可能导致环火，不允许经常出现。
当支流电机采用晶闸管供电时，换向火花通常会比电池或机组供电大一些，原因是晶闸管供电电动机火花中含有交流分量，用眼睛观察到火花亮度虽然大一些但是实际上其电弧能量较小。
电机检修技能鉴定题库(初级工)第004套
选择题【1】氧乙炔焊由于氧与乙炔混合比例不同，可产生三种性质不同的火焰：中性焰、碳化焰、氧化焰，其中碳化焰适合于焊接（ B ）。
A．-般低碳钢、不锈钢B．高碳钢、铸铁C．黄铜D．紫铜和铝合金【2】（ A ）是生产力中最活跃的因素，也是影响产品质量最重要的因素。
A．人B．管理C．设备D．材料【3】电流表扩大量程，应（ D ）。
A．串联电容B．串联电感C．串联电阻D．并联电阻【4】异步电动机工作时，其转差率的范围为（ A ）。
A．0<s≤1B．1<s<∞C．-∞<s<0D．-∞<s≤0【5】如图A-1所示为一电桥电路，若检流计G电流为零，则各电阻满足：（ D ）。
A．R1+R2=R2+R3B．R1×R2=R2×R3C．R1×R2=R3×R4D．R1×R4=R2×R3。
RA=R2XR]【6】电流互感器二次回路不允许接（ D ）。
A．测量仪表B．继电器C．短接线D．熔断器【7】若正弦交流电压的有效值是220V，则它的最大值是（ B ）。
A．380VB．311VC．440VD．110V【8】经检查发现直流发电机中的剩磁消失，使得它不能建立电压，现将6~12V直流电源加在并激绕组上约数秒钟，如仍无效，可将（ A ）,重新磁化。
A．极性交换B．直流电源电压升至额定电压C．发电机转速提高D．更换并激绕组【9】电压互感器严禁（ B ）。
A．开路运行B．短路运行C．带感性负荷运行D．带容性负荷运行【10】4在解脱触电者脱离低压电源时，救护人不应（ D ）。
A．站在干燥的木板车上B．用木棒等挑开导线C．切断电源D．用金属杆套拉导线【11】新绕交流电动机定子绕组在浸漆前预烘干燥时，对于A级绝缘温度应控制在（ B ）℃以下。
A．90±5B．110±5C．130±5D．150±5【12】电机铁心常采用硅钢片叠装而成，是为了（ C ）。
电机检修-技能鉴定Ⅶ-判断题
电机检修-技能鉴定Ⅶ-判断题【1】三个相同的电容并联，总电容容量为一个电容的3倍。
（√ ）【2】三相对称电源采用星形连接，电源线电压为相电压的W倍。
（√ ）【3】根据基尔霍夫第二定律可知，对于任何一回路，沿着任意方向绕行一周，各电源电动势的代数和等于各电阻电压降的代数和。
（√ ）【4】楞次定律反映了载流体在磁场中受到的电磁力作用的普遍规律。
（× ）【5】导线越长，电阻越大；截面越大，电阻也越大。
（× ）【6】正弦规律变化的交流电的三要素是：电压、电流和功率。
（× ）【7】频率是指1s内交流电变化的周期数。
（√ ）【8】正弦交流电的有效值是最大值的1/√3倍。
（× ）【9】电子运动的方向就是电流的方向。
（× ）【10】电路中两点间的电位差就是电压。
（√ ）【11】大小或方向都不停变化的电流称交流电流。
（× ）【12】在整流电路中，每个二极管所承受的反向耐压指的是有效值。
（× ）【13】涡流是在导体内产生的自行闭合的感应电流。
（√ ）【14】判断载流导体在磁场中的受力方向时，应当用左手定则。
（√ ）【15】由于线圈本身的电流变化，而在线圈内部产生的电磁感应现象叫自感。
（√ ）【16】楞次定律反映了载流体在磁场中受电磁力作用的规律。
（× ）【17】电器正常工作的基本条件之一是：供电电压应等于电器额定电压。
（√ ）【18】叠加原理对任何电路的计算都是适用的。
（× ）【19】频率是指1min内交流电变化的周期数。
（× ）【20】正弦交流电的有效值是最大值的1/√2倍。
（√ ）【21】通过反向电流的两平行导线是相互吸引的。
（× ）【22】电容和电感串联发生谐振时，两端的电压最高、电流最大并与外施电压同相。
（× ）【23】线电压标么值与相电压标么值相差√3倍。
（× ）【24】导线越长，电阻越大，电导也就越大。
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绝缘等级：
电机的绝缘等级就是绝缘材料耐温能力高低等级。
目前国内常用的绝缘等级为B、F、H级，耐热温度分别为130℃、155℃、180℃，
当电机长期处于最高允许温度之下时绝缘材料一般有15-20年寿命。
换向
电机的换向是一个复杂的物理和电化学过程，换向火花是直流电机换向不良的最明显的标志，轻微的火花不会对电机运行造成危害，但有害火花会破坏电刷和换向器的滑动接触，烧伤电刷镜面和氧化膜，使两者磨损剧增，造成换向恶性循环，构成对直流电机运行的威胁。
换向火花在实际是电刷和换向片脱离接触时换向元件中释放的电磁能量，根据换向火花的危害程度划分了换向火花的等级标准。
在日常应用中用两种方法来判别：1.火花特征 2.火花对换向器表面和电刷的损害程度
电机火花的允许等级：空载带额度换向火花不大于11/2级
最大过载时换向火花不大于2级
11/2级火花是无害火花，允许长期连续运行
2级火花是有害火花，只允许过载时出现
换向火花产生的因素很多，可归结为：
1.电磁原因---换向元件内的电抗电势和换向电势的合成不等于零，使
元件内的电磁能以火花的形式释放
2.机械原因---换向器工作面的状态不良，主要表现为：换向器凸片和
变形、电枢平衡不好、运行时振动、片间云母凸出、电刷材质及压力不合适、电刷刷握间隙不合适、电刷刷握工作不良等
3.电机负载和周围环境---电机过载、冲击性负载、电流变化率过高、湿度太低、有害气体、含尘量过高将造成氧化膜平衡破坏，无法保持正常的滑动接触而产生火花。
火花等级分类
电刷（导电滑动接触体）
D1---- 石墨基电化石墨电刷
D2----- 焦碳基电化石墨电刷
D3----- 焦碳基电化石墨电刷
M、N 表示浸有各类有机浸渍剂的符号
B------- 变型符号
接触压降一般：2—；摩擦系数：；50小时磨损量：0.15mm；单位压力：200-400 g/cm；电流密度：10-12 A/cm
电刷常见故障。