直流电机火花等级、电刷[1]
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—3.5V；摩擦系数：0.25；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
检查：
1，是否过载？
2，磁场激磁是否正常？
3，碳刷长度是否过短，压力是否过小？
4，整流子表面是否严重磨损？
5，碳刷中心位置是否正确？
6，转子绕组与整流子的连接是否有断线？(检测相邻整流子片间电阻)
电动机电刷冒火,滑环过热式烧坏的原因可能是：电刷没研磨好，与滑环接触不良；电刷与刷握配合松紧不适宜；电刷与滑环有脏污；滑环有振动；电刷压力不足或规格不合技术要求；各电刷之间的电流分部不均匀；电机过载等。
电刷脏污，卡涩。
电刷短，可能磨到了刷辫根；
滑环脏污；
滑环不光滑，尤其是铜滑环，不应用砂纸打磨；
滑环偏心，轴震动大；或者造成电刷抖动；
负载过大，导致电刷过载；
电刷受力不均匀；
电刷电流分部不均匀，部分轻载，部分过载；可用测温仪测量，或者用钳形电流表测各电刷电流。
电刷刚安装，未打磨。
电机检修职业技能试卷(212)
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（）。
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。
电机检修技能鉴定题库(初级工)第005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】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]【3】日光灯整流器又称限流器，其作用是（ C ）。
A．交流变直流B．控制电流C．起动产生高电压，起动后限流D．交流变直流，起动后限流【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】在正弦交流电的一个周期内，随着时间变化而改变的是（ A ）。
A．瞬时值B．最大值C．有效值D．频率【6】新汽轮发电机组或水轮发电机组自投产之日起，其主设备一般应在投产后的（ A ）年左右进行第一次大修。
A．1B．3C．5D．10【7】直流电机换向极绕组应与电枢绕组（ A ），且绕组应装在换向极铁心上。
A．串联B．并联C．混联D．不连接【8】电容器在直流回路中相当于（ C ）。
A．阻抗B．短接C．开路D．电抗【9】同步发电机电枢电动势的频率与发电机的极对数（ A ）。
A．成正比B．成反比C．的平方成正比D．的平方成反比【10】金属导体的电阻与（ C ）无关。
A．导体的几何尺寸B．材料的种类C．外加电压D．温度【11】三对极的异步电动机转速（ A ）。
A．小于1000r/minB．大于1000r/minC．等于100Or/minD．1000~1500r/min【12】为了减少计划外停机检修，在不影响电网调度和事故备用的前提下，电厂应利用（ B ）时间，经电网调度批准后，不停机进行设备消缺及维护工作。
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。
内燃机车司机高级技师试题
(A)600℃ (B)520℃ (C)510℃ (D)620℃
40.16V240ZJB型柴油机采用( A )连杆。
(A)并列式 (B)叉形片式 (C)主副式 (D)复合式
41.柴油机启动前，联合调节器的动力活塞处于( A )。
(A)最低位置 (B)中间位置 (C)最高位置 (D)随机的任意位置
42.柴油机增压器轴承采用( C )润滑。
32.正弦交流电压最大值Umax与有效值U关系是__ Umax= 2 U __。 33.照明电压220V是指正弦交流电压的__有效___值。 1. 34.当UQD大于UXCD时，XDC处于___充电____状态。
35.DF4B型内燃机车转换开关共有__4__台。 36.司机控制器的三个作用是控制机车的__工况转换_、方向转换与柴油机转速 的控制。 37.在制动空走时间内所走的距离叫做__制动空走距离___。 38.分配阀在充气位时，副阀柱塞尾端凹槽和柱塞尾端将23a、_23b 、23e、26b 这几条通路相互连通。 39.分配阀主阀部的主阀动作受到列车管、工作风缸、__作用风缸__三个压力差 的控制。 40.分配阀紧急放风阀的第一排风堵和第二排风堵堵塞时，自阀施行常用制动， 机车容易起_紧急制动__作用。 41.自阀施行紧急制动时，列车管的压力空气不但从自阀放风阀口急速排向大 气，而且还要从分配阀__紧急放风阀口__排向大气。 42.16V240ZJB型柴油机当活塞在压缩冲程上止点前21°时，喷油泵柱塞位于__ 几何供油始点_位置。 43.16V240ZJB型柴油机喷油始点角大约为__13°_。 44.柴油机在正常停机状况下，喷油泵柱塞___垂直槽_与柱塞套上的进油孔是轴 向重合的。 45.穴蚀分为空泡腐蚀及___电化腐蚀____两个方面。 46.气门机构由气门、气门弹簧、气门导管、气门锁夹、__锁夹套____组成。 47.16V240ZJB型柴油机活塞采用____内油路______和喷射联合冷却方式。 48.配气机构设两种调整螺钉，分别是横臂调整螺钉和__气门间隙___调整螺钉。 49.轮箍是否松弛，可以通过检查预划在轮箍和轮心接合处的__弛缓线__是否错 动来判断。 50.DF4B型内燃机车车体与转向架每侧总横动量为___20mm _______。 二、选择题
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。
机电基础知识试题及答案
一、填空题１、变压器在运行中，绕组中电流的热效应所引起的损耗通常称为铜耗；交变磁场在铁心中所引起的损耗可分为磁滞损耗和涡流损耗，合称为铁耗。
2、三相异步电动机的转速取决于磁场极对数P 、转差率S 和电源频率 f 。
精品财会，给生活赋能3、三相异步电动机直接启动时，启动电流值可达到额定电流的5～7倍。
4、变压器并列运行应满足变比相等、连接组别相同、短路电压相同三个条件。
5、变压器的冷却方式有油浸自冷、油浸风冷和强油风冷。
6、最基本的逻辑运算是指与、或、非三种运算。
7、在RLC 串联电路中感抗和阻抗相等时，电路中的电流达到最大值，这种现象称为谐振。
8、三相交流异步电机旋转磁场的转向是由电源的相序决定的，运行中若旋转磁场的转向改变了，转子的转向随之改变。
9、三相负载接于三相供电线路上的原则是：若负载的额定电压等于电源线电压时，负载应作Δ联结；若负载的额定电压等于电源相电压时，负载应作Y 联结。
10、测量绝缘电阻时，影响准确性的因素有温度、湿度和绝缘表面的脏污程度。
11、对修理后的直流电机进行空载试验，其目的在于检查各机械运转部分是否正常，有无过热、声音、振动现象。
12、直流测速发电机接励磁方式可分为他励式永励与式。
13、14、同步电机的转速与交流电频率之间保持严格不变的关系，这是同步电机与异步电机的基本差别之一。
15、凸极式同步电动机的转子由转轴、磁轭和磁极组成。
16、对电焊变压器内电抗中的气隙进行调节，可以获得不同的焊接电流。
当气隙增大时，电抗器的电抗减小，电焊工作电流增大，当气隙减小时，电器的电抗增大，电焊工作电流减小。
17、异步电动机做空载试验时，时间不小于1min 。
试验时应测量绕组是否过热或发热不均匀，并要检查轴承温升是否正常。
18、控制电机的特点是功率小、体积小、重量轻和精度要求高。
19、变压器的线圈绕好后，一、二次绕组的同名端点是确定，而联结组别却是不确定的。
20 、所谓三相对称绕组，是指各相绕组结构参数都相同，且在空间互有120 °相位差的三相绕组。
电机火花分级
按电机规定型号规格更换电刷
电刷磨损严重
换向器、集电环偏心摆动或云母绝缘片凸起
检查修理换向器、集电环
电刷磨损
电刷质量不一致
换用同一型号的(最好同一厂家生产的电刷)
不均匀
刷握上弹簧压力不均匀
调整弹簧压力
电刷引线过热而
电刷与引线之间连接质量差
换用质量好的电刷
变色、烧断、脱落
各刷握弹簧压力不均匀
调整弹簧压力
电机过载或通风不良
降低负荷、改善通风条件
电刷或刷握
电刷牌号不一致
更换电刷
过热
电刷质量欠佳
换用质优电刷
电刷上压力过大
调整电刷上压力并尽可能一致
电刷在运行中
电刷质量不好
换用质优电刷
破损。边缘碎裂
电刷振动过大
设法查明故障原因，消除或减少振动至允许值
电刷在电机运行
电刷未研磨好
重新研磨电刷
中出现噪声
换向器上有较严重的黑痕(用汽油擦洗也无法除去)；电刷上有灼痕
在短时冲击负载及过载时允许发生
3
电刷整个边缘有强烈的舌状火花，伴有爆裂声音
换向器上有严重的黑痕和灼痕(汽油擦洗无法洗去)；电刷烧焦并损坏
仅在直接启动或逆转的瞬间允许存在，但不得损坏换向器及电刷
二、电刷运行中常见故障处理
故障现象
故障原因
故障处理
一、电机电刷火花等级特征及运行方式
火花等级
火花特征
换向器及电刷状态
允许运行方式
l
无火花
换向器上没有黑痕，
l1/4
电刷边缘仅小部分有断续的几点点状火花
电部分有连续较稀的颗粒状火花
换向器上有黑痕(用汽油能擦去)；在电刷上有轻微灼痕
火花标准(1)
几点）
电刷边缘大 换向器有轻微黑
1/½
颗粒状火 花有红色
丝状
碳刷边缘 大部分， 约½ 刷边
长
连续的颗 粒装火花 断续的火
星
部分（大于 痕，但不发展， 1/2刷边） 用汽油擦其表面 红色火星蓝白 有连续的较 即能消失，同时 色颗粒 稀的颗状火 在电刷表面有轻
花
微灼痕
2
蓝白色舌 状
碳刷边缘 全部
连续的颗 粒状火花 、断续的
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火花 等级
示例图片
电机运转火花等级判定标准
火花形状 产生位置 产生状态
火花程度
换向器与碳刷状 态
火花颜色
1
无火花，无灼痕
有细微零星的 小颗粒火星
换向器上没有黑
痕及电刷没有灼
痕
电刷边缘大
碳刷边缘
部分有点状
1/¼
点状
小部分， 约¼ 刷边
断续
火花（约 1/5至1/4刷
红色细小火星
长
边只有断续
缘有强烈的 舌状火花， 伴与爆裂的
上有灼痕。如在 这一火花等级下 短时运行，则换
蓝白色舌状或 红色
声音
向器将出现灼
痕，同时电刷将
被烧焦或损坏
备注：
½ 所有火花都以蓝白色或绿色为判定依据，红色火花不计但必须重新老化或返工,一般内控火花1 级及以下。
编制：
审核：
火舌
பைடு நூலகம்
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