電動自行車用直流電機(jī)換向問題（一）

www.middletowncarescoalition.com 來源：電動車商情網(wǎng)　　　電動車商情網(wǎng) 作者：俠名類別：電動車維修時間：2005-12-24

摘要：換向問題是影響直流電機(jī)質(zhì)量的主要問題之一。本文介紹了如何評價換向合格的指標(biāo)；論述了影響換向的原因包括電磁、機(jī)械、電化學(xué)等方面；提出了改善換向的方法和措施：一是調(diào)節(jié)電刷位置，二是要重視換向器的質(zhì)量，三是重視電刷的選擇，四是優(yōu)化刷盒尺寸和彈簧壓力，五是電刷的磨合非常重要，最后要進(jìn)行嚴(yán)格準(zhǔn)確的壽命測試。目前，電動自行車的驅(qū)動方式大多是輪轂式的，有直接驅(qū)動的，也有齒輪減速驅(qū)動的。其中，直接驅(qū)動方式采用低速直流電動機(jī)（每分鐘轉(zhuǎn)幾百轉(zhuǎn)），而齒輪減速驅(qū)動方式則采用轉(zhuǎn)速較高的直流電動機(jī)（一般2000r/min以上），通過齒輪減速來滿足電動自行車所需要的行駛速度(Tempo)。前者的優(yōu)點是不需要齒輪減速，因而簡化了結(jié)構(gòu)，提高了可靠性，降低了噪聲；后者的優(yōu)點是體積小、重量輕。無論是哪種驅(qū)動方式的輪轂電機(jī)都分為有刷直流電動機(jī)和無刷直流電動機(jī)兩種。采用有刷直流電動機(jī)，優(yōu)點是控制簡單，因而控制器結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好、故障率低。但因為電機(jī)內(nèi)有換向器和電刷（又稱碳刷）的存在，便產(chǎn)生換向問題，它是有刷直流電動機(jī)易出故障的根源之一。因此，如何改善換向是保證有刷直流電動機(jī)（以下簡稱直流電機(jī)）質(zhì)量和減少返修率的重要問題。下面就來談?wù)勚绷麟姍C(jī)的換向問題。 1、換向合格的評價直流電機(jī)的換向是指旋轉(zhuǎn)著的電樞繞組元件，從一個支路經(jīng)過電刷進(jìn)入另一個支路時元件中電流方向的變換過程（簡稱換向）。在電流方向變換的過程中，一般在電刷與換向器之間要產(chǎn)生火花，它是換向困難和產(chǎn)生故障的主要原因。所以，國家標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)電機(jī)換向時火花大小將其分成幾個等級（1，5/4，3/2，2，3）。對連續(xù)工作的直流電機(jī)，其換向火花不應(yīng)超過3/2級。電動自行車用直流電機(jī)屬于連續(xù)工作的電機(jī)，應(yīng)滿足不大于3/2級火花的要求。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：3/2級火花時，電刷邊緣大部分或全部有微弱的火花，因此換向器上有黑痕出現(xiàn)，但不會繼續(xù)發(fā)展，用汽油擦其表面即能除去，同時在電刷上有輕微的灼痕，這些都不會影響電機(jī)連續(xù)正常運行。 2、影響換向的原因直流電機(jī)換向過程中為什么會產(chǎn)生火花呢？根據(jù)理論和實踐分析，影響換向的原因很多，有電磁的、機(jī)械的、電化學(xué)的等等，并且它們之間又相互影響，十分復(fù)雜。這里不準(zhǔn)備在理論上作過多的分析，只針對電動自行車用直流電機(jī)為改善換向在生產(chǎn)中應(yīng)注意的問題做一些分析，或許會對生產(chǎn)起到一定的指導(dǎo)作用。 2.1電磁原因在換向時，換向元件中會產(chǎn)生電抗電勢和換向電勢，這些電勢之和一般大于零，稱延遲換向。當(dāng)換向時，后刷邊離開一個換向片轉(zhuǎn)向另一個相鄰換向片時，換向電流不為零，有電磁能量儲存在換向元件內(nèi)，在前個換向片離開電刷時，換向回路被突然切斷，換向元件中的電磁能量就只有擊穿空氣而釋放，從而產(chǎn)生火花。 2.2機(jī)械原因對生產(chǎn)而言，由于機(jī)械原因而導(dǎo)致?lián)Q向不良是一個重要方面。機(jī)械方面的原因很多，例如：平面換向器表面的平整度、粗糙度及裝配時換向器表面與電機(jī)軸線的垂直度；換向器片間絕緣突出或換向片突出；電刷接觸面研磨不好，電刷與換向器表面只有局部接觸；電刷上彈簧壓力大小不合適；電刷在刷盒里太松或太緊；各個刷桿之間距離不相等，致使有些電刷所短路的換向元件不在幾何中心線上；換向器表面不潔等。 2.3電化學(xué)原因正常運行的電機(jī)，換向器表面會產(chǎn)生很薄的一層褐色氧化亞銅薄膜。實踐表明，氧化亞銅薄膜的存在，是電機(jī)良好換向的必要條件。這是因為氧化亞銅薄膜本身不僅具有較高的電阻，且其表面還常吸附著薄層水份、氧氣和石墨粉末，具有良好的潤滑作用，有利于減少電刷和換向器的磨損。