一种直流电机火花故障后在线修理整流子的方法与流程

本发明涉及一种金属加工方法，确切地属于一种直流电机火花故障后在线修理的方法，尤其适用于大中型直流电动机火花异常故障后整流子在线处理的方法。

背景技术：

在工业企业中，随着交流变频技术的广泛应用，越来越多的大、中型电机，特别是轧钢的主生产线，开始使用易于维护的交流变频调速电机。但由于直流电动机具有良好的起动性能和宽广平滑的调速特性优势，在许多传动性能要求高的场合占据一定地位，在轧钢生产企业还大量使用着，仍然存在许多大、中型直流电动机在轧钢生产线安全稳定运行为生产做贡献的现实。然而，对于直流电动机故障，普遍存在其在线难于维护和处理的实际情况。

多年来，一些直流电动机由于整流子火花大，被严重烧灼，甚至出现整流子环火的故障，使这些直流电动机故障严重超出其正常的运行火花“级”等级标准，导致因故障停产的情况时有发生。

目前，在线处理直流电动机整流子火花大的故障，普遍采用的是以锯条清理整流子片间毛刺和沟内的积碳，并用砂纸和用酒精擦拭整流子局部灼伤位置的方法。在生产实践中，其不仅没有彻底解决问题，有时反而会加剧被局部灼伤的整流子火花故障，甚至造成直流电动机整流子环火的重大故障，最终只能将其停机更换或离线送专业厂家检修处理，导致轧钢生产线效率下降。对此类大、中型直流电动机的故障如何进行在线处理，一直困扰着电气专业技术人员，本技术领域的技术人员也在不断进行研究，但效果均不太理想。如在中华人民共和国国家知识产权局发现有和本发明有相似的的专利文献，发明名称为：《直流电机整流子火花故障在线处理方法及工具》，发明人：张精。专利申请号为201210359182.2，该发明只是用发明的工具对整流子进行清沟、倒棱后用砂纸局部对灼伤位置进行打磨、抛光处。该方法处理后整流子表面光洁度和同心度得不到保障，遇到整流子表面灼伤较严重或产生环火故障时难以解决火花故障。

技术实现要素：

本发明在于克服现有技术存在的不足，提供一种通过寻找的整流子零电位点及弱磁技术，在电机通电及人机绝缘的条件下，通过电机转子的自身旋转，对电机整流子表面在线进行车削加工打磨处理后，使电机的使用周期提高到二年及以上，且人身安全得到保证的直流电机火花故障后在线修复整流子的方法。

实现上述目的的措施：

一种直流电机火花故障后在线修理整流子的方法，其步骤：

1），在电机停机状态下，采用毫伏表寻找零电位点，找到后并在此处进行标记；

2）将加工用车削装置固定于处理处现场，并将经绝缘处理的刀具置于零电位点，并使刀具尖对准整流子的中心点；

3）在带电状态下对整流子整个表面进行车屑加工直至达到精度要求；此过程电机运行电压为其额定电压的5~10%；

4）在电机停运状态下清理整流子沟槽中的落物，并进行倒棱、去毛刺，直至清理干净；

5）在电机停运状态下采用锯齿式刮具对云母片进行减薄，其所减薄的厚度以使整流子沟槽的深度为原始设定的深度即可；

6）在带电状态下对整流子表面进行研磨，研磨精度以达到精度要求，此过程电机运行电压为其额定电压的5~10%；

7）拆除固定于现场的加工用车屑装置；

8）在空载在额定电压状态下使电机运行不低于25min，以使整流子表面形成氧化膜；

9)投入正常运行。

其在于：所述车削装置是由拖板，连接于拖板上的刀架、刀架上的刀具、与拖板下端面连接的支撑架组成；支撑架与现场固定连接；拖板与支撑架之间为拆卸式连接。

其在于：所述锯齿式刮具由夹板一、夹板二，夹板一与夹板二之间的锯条、连接于夹板一或/和夹板二上的手柄一组成。

其在于：在加工过程中为绝缘状态，即：操作人员必带绝缘手套，穿绝缘鞋；绝缘的刀具是采用绝缘胶带进行缠绕绝缘，并使绝缘等级达到e级，绝缘的长度占刀具总长度的60~75%，要进行加工用的刀具尖韧处无需缠绕绝缘带；在车屑装置固定出的现场铺设胶皮。

其在于：所述研磨采用研磨器进行；研磨器由固定板、固定于固定板上的研磨层、固定于固定板上表面的手柄二组成；研磨层工作面的形状与工件加工面的形状相配合。

本发明之所以采用毫伏表寻找零电位点，是因为在电机在带电的状态下存在电势差和感应电流，在车屑过程中容易“烧刀”。另外，由于车屑的铜屑不易退屑，容易产生“放炮”现象，严重损坏整流子。

本发明之所以采用在对整流子进行车削加工时为带电状态，且其电压限定为电机额定电压的5~10%，是由于要控制电压控制车屑加工合理线速度，保证加工的精度和人员安全。

本发明之所以采用在对整流子表面进行研磨时为带电状态，且其电压限定为电机额定电压的5~10%，是由于要通过电压控制研磨加工合理线速度，保证加工的精度和人员安全。

本发明之所以对云母片进行减薄，且限定其所减薄的厚度以使整流子沟槽的深度为原始设定的深度，是由于云母片比整流子硬度高，如果云母片高出整流子，电机在高速运转中，会造成电刷与整流子接触不良，电刷与整流子表面即会产生“打火”，造成整流子的灼伤，长期会造成整流子“跳排”，电刷铜辫线被跳断，造成严重后果。

与现有技术相比，本发明通过寻找的整流子零电位点及弱磁技术，在电机通电及人机绝缘的条件下，通过电机转子的自身旋转，对电机整流子表面在线进行车削加工打磨处理后，不仅能使加工的整流子表面光洁度满足要求，实现在线修理，且使电机的使用周期可由现有的大约半年提高到二年以上，且人身安全得到保证。

附图说明

图1为本发明所述车削装置的结构示意图；

图2为本发明所使用的锯齿式刮具的结构示意图；

图3为本发明所使用的研磨器的结构示意图；

图4为图3研磨器的左视或右视结构示意图；

图中：1—拖板，2—刀架，3—刀具，4—支撑架，5—夹板一，6—夹板二，7—锯条，8—手柄一，9—固定板，10—研磨层，11—手柄二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明予以详细描述：

说明：实施例中均采用如下装置及工具：

车削装置：采用的由拖板1，连接于拖板1上的刀架2、刀架2上的刀具3组成的简易车削刀架；在拖板1下端面通过螺栓连接有支撑架4；支撑架4与现场采用螺栓或焊接方式固定连接。

锯齿式刮具：由夹板一5、夹板二6，夹板一5与夹板二6之间的锯条7、采用焊接或螺栓连接于夹板一5或/和夹板二6上的手柄一8组成。

研磨器：由固定板9、采用崁入式或粘结方式连接于固定板9上的研磨层10、采用焊接或螺栓连接于固定板9上表面的手柄二11组成；研磨层10工作面的形状与工件加工面的形状相配合。

一种直流电机火花故障后在线修理整流子的方法，其步骤：

1）在电机停机状态下，采用毫伏表寻找零电位点，找到后并在此处进行标记；

2）将加工用车削装置固定于处理处现场，并将经绝缘处理的刀具3置于零电位点，并使刀具3的刀尖对准整流子的中心点；刀具3的绝缘长度为刀具总长度的60%/69%/75%；

3）在带电状态下对整流子表面整体进行加工直至达到精度要求；此过程电机运行电压为其额定电压的5%/7%/10%；

4）在电机停运状态下清理整流子沟槽中的落物，并进行倒棱、去毛刺，直至清理干净；

5）在电机停运状态下采用锯齿式刮具对云母片进行减薄，因为经过车削处理并测量，其整流子沟槽的深比原始设定的深度差2mm/1.5mm/2.2mm，所以对云母片所减薄的厚度为2mm/1.5mm/2.2mm，保证了整流子沟槽原始设定的深度；锯条7对云母片进行减薄；

6）在带电状态下对整流子表面进行研磨，研磨精度以达到精度要求，此过程电机运行电压为其额定电压的5%/7%/10%；研磨层10对整流子表面进行研磨；

7）拆除固定于现场的加工用车屑装置；

8）在空载额定电压状态下使电机运行了26min/28min/31min，在整流子表面形成了氧化膜；

9)投入正常运行。

经修理后的电机分别投入运行依次已有15个月、18个月、21个月的时间，均未曾发生起火花现象，仍在继续正常运行。

本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。