姜海仁

摘 要：电机故障是机械应用中常遇到的问题，其中引发电机运行故障的主要因素便是线路接触不良，但是除此之外，电机本身问题也会引发运行故障，发电机产生电势因而无法发电、电刷过度磨损或者其下出现过大的火花、电动机不运转以及绝缘不良和转动声音不正常等。文章主要针对航空直流电机在应用过程中所遇到的一些故障进行了分析，并针对故障原因进行了论述，以期能够为维修人员对故障的排查提供一些依据。

关键词：航空；直流电机；故障分析

1 发电机故障

飞机上发电机具有重要的意义，若发电机不供电时，就会亮起相应的故障信号灯，告知维修人员发电机故障。而航空发电机出现问题的主要原因是：

1.1 发电机剩磁消失，造成这一现象的主要原因是由于停放时间过长、发电机过热以及设备振动。

1.2 发电机励磁绕连接方向错误或者发电机转动方向错误。必须予以重视的是，这种情况下剩磁并不会完全消失，所以发电机仍旧存在电势，但是由于故障因素，剩磁电势会相对较小。

1.3 由于弹性轴折断，因而发电机无法正常运转。

1.4 由于励磁电路发生短路或者电路中的电阻值过大，也会造成发电机故障，电机无法运转。而导致这一现象的原因多为转换器同电刷之间的接触不良导致，而励磁绕组若发生接触不良也会引发这一故障。如果接触不良没有导致断路而是令电路中电阻值升高，那幺发电机中的电势就会相对降低。

1.5 发电机由于自身以及外界等因素被烧坏。造成该种故障的原因主要有以下几种：电极短路、电压过高以及正电刷固定螺钉同通风罩碰撞、通风管安装误差以及通风管被堵塞导致。

2 电刷出现火花

在电机工作时，由于各种原因，电刷必然会由于设备运转而产生火花，依照火花的性质可以将其分为两种，即机械性火花和点磁性火花。下面分别对上述两种火花产生的原因及影响因素进行说明。

2.1 电磁性火花

2.1.1 电刷与换向器表面接触情况影响电机换向时，换向元件内的短路电流，是电磁性火花产生的主要原因。电刷与换向器的接触是滑动接触，中间存在着一层交界膜，交界膜的结构。换向片的表面上由于电化学反应的作用带有一层氧化亚铜，氧化亚铜上覆盖着一层石墨薄膜，石墨薄膜是电刷与换向器摩擦时产生的，它吸收了空气中的氧气和水蒸气，在电刷与换向器接触面间的空隙处，则为炭粉微粒所充满。氧化亚铜薄膜的特点是电阻系数较大，所以在换向过程中，它使换向器与电刷之间的接触电阻增加，能够减小换向元件内的短路电流，对换向有利。当然，由于电刷的接触增加，电刷与换向器之间的压降会增大，但没有多大的妨碍。

2.1.2 电刷安装位置

在电机中鼓形电枢磁极上即几何中性线上通常都会安装电刷，若是电刷发生机械碰撞或者装配不良，那幺就无法保证电刷的位置能够保持，就极易增加换向元件中的电势，因而造成巨大的短路电流，在换向时就极易出现火花。

2.1.3 电枢绕组故障

电枢的绕组发生的故障主要有三种，短路、断路以及搭铁。其中一些功率较小的电机中经常会发生电枢绕组断路现象，并且断路的位置大多在换向片同绕组的焊接部位。由于换向器的温度升高以此造成焊锡融化或者焊接部位焊接不良，都会导致电机电枢发生断路故障。

2.2 机械性火花

机械性火花是由于电机的机械方面的原因所造成。主要是电刷与换向器接触不良，在电机旋转（特别是高速旋转）时，由于震动使电刷和换向器时通时断引起火花。具体原因主要有以下几点。属于电刷方面的有：（1）电刷弹簧压力不足，使电刷与换向器接触不良，引起火花增大；（2）电刷高度不够，使弹簧作用在电刷上的压力减小，甚至不能压在电刷上，因此，电刷不能与换向器保持良好的接触，使火花变大；（3）电刷与换向器的接触面积减小，如电刷缺角、掉块、装错、烧残等，使火花变大；（4）刷握变形，一种是刷握变小，将电刷卡死，电刷不能在刷握内灵活地上、下运动，使电刷与换向器接触不良；一种是刷握变大，电刷在刷握内晃动，也使电刷与换向器接触不好，从而使火花变大；（5）油垢附在电刷表面，油垢浸入了电刷不仅会改变电刷的工作性能，而且粘附于电刷和刷握表面的油垢会阻碍电刷的灵活移动，引起火花增大。

3 电刷磨损过快

电刷是由石墨、铜、铅和锡等制成，航空电刷还经过某些特殊处置，如将电刷放在石蜡浸渍，以增加其耐磨性；在电刷中加入碘化铅等物质，使之在高空工作时促进氧化亚铜薄膜的形成。电刷磨损过快的原因主要有：（1）换向器需要保证清洁，而不光洁的换向器即，在换向器上有沟槽以及毛刺，就会加剧换向器同电刷之间的摩擦，另外换向器由于烧伤而产生的斑痕也会导致摩擦加剧；（2）另外电刷受到汽油以及煤油的污染，可以令润滑油发生分离，从而造成润滑剂的析出，这种现象就会使得电机在运行过程中，电刷的磨损加剧；（3）电机在运行过程中，若电机发生过载以及短路时，设备就会发生损坏，例如换向器发生损坏或者电刷受到高温因而发生损坏，这种损坏会使润滑剂遭到破坏，电刷的磨损便会加速；（4）电枢在运转时会发生振动，有时则会发横偏摆，这是电机在运行过程中常有的现象。若电刷同换向器在运行过程中接触不良，那幺就会产生电弧，如果接触点状态十分糟糕，则会产生火花，因而电刷的磨损会随之而加剧；（5）电刷弹簧压力过大，电刷在换向器上的机械磨损增加；弹簧压力过小，电刷与换向器接触不良，会产生火花，使电刷的电磨损增加。

4 消耗电流超出电机的额定电流

在电动机运行过程中，其额定消耗应当符合其规定值。其内部电流增大因素主要包括以下几种：（1）轴承零件在使用过程中会发生损坏，而轴承零件的损坏则会导致设备损坏，设备状态会对电流量的大小有所影响，设备的损耗增加，电流则会增大；（2）电动机装配不良，那幺电枢壳体的前罩就会同其他部位配合相对较为紧凑，电枢无轴向间隙或间隙过小等，也会使电机的摩擦增大，负载增加，造成电流过大；（3）电刷弹簧是设备中重要的部件，电刷弹簧若设置压力不当，尤其是超过规定值过多，那幺就会令电动机的负载增大，而设备的负载增加，设备运转所需要的电流就必然随之增大；（4）电枢绕组有短路，换向片间有短路，或励磁线圈有搭铁的故障。电动机的消耗电流过大，将随着产生温升过高的现象，因此，也可能使电机的绝缘烧坏，造成更严重的故障，故需注意检查。

5 结束语

通过对电机主要故障进行分析，可以看出其故障因素之间相互关联，即故障和故障之间具有联系。如：换向器同电刷之间若出现接触不良，那幺点刷下便会出现火花，而火花又会使得电刷磨损加剧，因磨损而掉下的炭粉又会影响电机内的绝缘体，导致绝缘不良。而这种绝缘不良现象，在电机运行过程中会直接影响设备的状态，并且各类故障产生的原因都较为复杂，一种故障的发生可能会引发另一种故障的产生。因此可以说任何故障的产生都并非是独立的，需要进行综合性的研究，看到故障之间的相互影响关系，并以此入手排除故障。

参考文献

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