直流電機失效模式的分析
釋出時間☁☁◕:2022-01-17 13:06:51 瀏覽次數: 1227次
在直流電機執行中₪◕▩₪,電刷在電流作用下不斷摩擦磨損₪◕▩₪,是一種典型的載流磨磨損過程◕₪╃•✘。摩擦力系統中₪◕▩₪,由於電▩☁│₪↟、電▩☁│₪↟、弧等電氣因素的介入₪◕▩₪,以及溼熱▩☁│₪↟、鹽霧與潤滑▩☁│₪↟、腐蝕等因素的耦合作用₪◕▩₪,電刷產生了粘著磨損▩☁│₪↟、磨粒磨損▩☁│₪↟、氧化磨損▩☁│₪↟、腐蝕磨損▩☁│₪↟、疲勞磨損▩☁│₪↟、電弧燒蝕等多種機制◕₪╃•✘。
直流電機刷-換向器運動摩擦時₪◕▩₪,摩擦副表面材料的溫度升高₪◕▩₪,使材料微觀面發生塑性變形₪◕▩₪,摩擦力增大₪◕▩₪,然後形成粘著磨損₪◕▩₪,並伴有磨粒磨損◕₪╃•✘。在電刷和換向器之間存在電流透過₪◕▩₪,觸點表面除機械摩擦外₪◕▩₪,因接觸電阻而產生大量的熱₪◕▩₪,使電刷的粘著磨損更加嚴重◕₪╃•✘。另外₪◕▩₪,電刷與換向器分離時₪◕▩₪,還會發生電弧腐蝕₪◕▩₪,引起電刷材料的熔融▩☁│₪↟、氣化和濺汙₪◕▩₪,不僅對材料造成直接消耗₪◕▩₪,而且使刷換向器間接觸電阻增大₪◕▩₪,產生熱量較多◕₪╃•✘。
在鹽霧▩☁│₪↟、溼熱條件下₪◕▩₪,鹽溶液與刷子表面粘附₪◕▩₪,形成一層電解質₪◕▩₪,所形成的刷體為金屬銅合金₪◕▩₪,其活性極強₪◕▩₪,發生電化學反應₪◕▩₪,腐蝕效果明顯◕₪╃•✘。另外₪◕▩₪,換向器和電刷之間的電場作用會加速電化學反應速率₪◕▩₪,腐蝕電刷₪◕▩₪,增加磨損效果◕₪╃•✘。
鹽霧+潮熱環境中₪◕▩₪,直流電動機在單因素作用下的腐蝕磨損速度遠大於單一機制下的磨損速度₪◕▩₪,並且這種腐蝕磨損是一種惡性迴圈過程₪◕▩₪,電刷磨損速率越來越快◕₪╃•✘。
刷式直流電動機具有成本低▩☁│₪↟、調速效能好▩☁│₪↟、控制簡單等諸多優點₪◕▩₪,惟一的缺點是不耐用₪◕▩₪,比其它電機壽命短◕₪╃•✘。其主要原因是由於帶刷直流電動機和換向器在換向過程中不可避免地會產生劇烈的腐蝕磨損₪◕▩₪,從而限制了直流電機的使用壽命和使用次數◕₪╃•✘。
針對這些情況₪◕▩₪,無刷直流電動機得到了迅速的發展₪◕▩₪,用電路控制代替電刷換向₪◕▩₪,可以有效地提高直流電機的使用壽命十多倍₪◕▩₪,並在自動化控制▩☁│₪↟、儀器儀表▩☁│₪↟、醫療器械▩☁│₪↟、家用電器等各個領域得到廣泛的應用◕₪╃•✘。