（广东省交通运输高级技工学校 广东广州 510520）
摘要：当今内河船舶大量使用交流电机，直流电机的应用变得越来越少，但因其独有的特点，还是不可或缺。直流发电机主要用于充电，电动机则用于起动柴油机，它们的正常运行关系船舶的安全生产。对直流电机的检测是一项重要工作。
关键词：直流电机；检测方法
前言：现在内河船舶中使用的直流电机为低压（24V，12V）电机，结构不复杂，但由于船员技能水平参差，当电机发生故障时无法判断和分析，不知如何检测好坏，影响电机的维修，有的干脆弃之不用，从而影响正常航行，增加船舶运营成本。本人曾在内河船舶轮机岗位工作数年，碰到过不少电机故障，现就如何检测作探讨。
一、了解结构和工作原理
了解结构和工作原理是检测的前提，只有这样才能做到心中有数。
1、结构：直流电机分为两大部分：固定的部分为定子，运动的部分为转子（也叫电枢）。定子包括外壳、主磁极（线圈+铁芯），换向极（船舶小型直流电机没有换向极）、端盖、电刷架；转子包括换向器、转子线圈、铁芯、轴承、风扇等。
2、工作原理：
1）电动机：直流电通入定子磁极线圈产生磁场，直流电经换向器变成交流电输入转子线圈，转子获得固定方向的电磁力矩而旋转，将直流电能转变成机械能输出。
2）发电机：定子提供磁场（开始发电时利用铁芯的剩磁，发电后则从发电电流中取回一部分用于产生磁场），柴油机带动转子线圈切割磁场而发出交流电，经换向器整流变成直流电输出，将机械能转变成电能。
了解结构和原理时，不要书本化、复杂化，而应该简化，做到明白各元件的作用即可。所有元件分为两大类：一类是通电的，包括线圈、电刷、换向器；另一类是不通电的，包括轴承、铁芯、外壳、电刷架。通电部分故障主要有接触不良（接触电阻变大）、绝缘损坏（碰壳、绕组间相通）、短路、断路等；不通电部分主要故障有破损、变形、松动等。
二、故障检测
1、不通电部分检测
不通电的部分包括轴承、铁芯，外壳、电刷架。
１）外壳和芯铁很少破损，少许的磨擦，稍作打磨即可，影响甚微。
２）电刷架，主要检测弹簧有无变形使弹力减弱，可观察外形，对比新旧弹簧弹力。
３）轴承是这部分的重点。船舶上条件有限，不作专业检测。可以用手转动电机，听其声音，感觉松紧，如有明显磨擦阻碍，说明轴承损坏。也可前后推拉和上下提压转轴，感觉轴承是否磨损松动（需要有经验，新手可用新旧电机对比）。电机运行时，可以用金属棒在轴承处听声音，手摸外壳感觉振动及温度。电机正常运行应发出均匀且较轻的"嗡嗡"声。若发出噪声太大，可能是轴承杂音、电磁噪声、通风噪声、定转子摩擦声等，这些都是故障先兆或故障现象，应高度重视。
也可以让电机空载运行（串励电动机要降低电压，防止飞车）至额定速度，然后断电自由停车，检查轴承运行情况和判定动平衡是否符合要求。滑行过程电机不应有明显的振动和噪声。
对于拆解的电机，可直接检查滚珠、轴承罩磨损和裂纹、润滑脂变质（变黑色、发臭）等。磨损松动和裂纹的轴承必须更换同型号新轴承。加注油脂时，不要填满，三分二空间即可。
2、通电部分检测
通电部分，包括定子线圈、转子线圈、电刷、换向器等。
１）电刷主要检查接触面的圆弧度和光滑度，保证与换向器表面接触良好，否则可用0号砂纸打磨。电刷高度不能少于原来的三分之二，否则会减少接触压力，导致接触不良。还应检查电刷引线及锁紧螺丝是否松动。对于引线松动和磨损过大的电刷及时更换。
２）换向器主要检查是否光滑，有无划痕、毛刺及灼伤（蓝黑色），它们会影响换向器与电刷的接触，如有这些问题，可用0号砂纸轻轻打磨。除此，还要及时清理换向片之间槽沟的碳粉。
运行中，可观察电刷与换向器之间火花，没有或星点都属于正常，线状或环火为接触不良表现。
３）线圈检测包括绝缘电阻、直流电阻。测量绝缘电阻可以判断是否碰壳漏电，测量直流电阻可以判断线圈是否短路或断路。测绝缘电阻时，用250V摇表，解开磁极线圈与电枢线圈的连接，对于负极搭铁电机，先松开线圈与外壳的连接处。船舶电机绝缘电阻不低于0.5MΩ，否则可能是受潮或绝缘层破损。如是受潮，经过烘干，再次检测合格后方可使用。
对于硅整流直流发电机，要先了解其接线原理（如上图），测量绝缘电阻时，先解开二极管，然后再测量，否则二极管将被击穿。对二极管的检测，可用万用表R×100挡测量正反电阻，正向电阻几近为零，反向电阻为无穷大，否则二极管可能漏电或击穿，应更换。
线圈电阻检测，可以判断是否开路和短路，电阻为无限大即为开路，电阻变小为短路（全部短路和局部短路）。小功率发电机（并励）可用数字万用表测量，测量时解开并联处，分别测量定子和转子。起动电动机（串励），线圈粗，电阻非常小，普通万用表难于测量，可用电桥法测量。有的船员用万用表测量电阻，读数为零误判为短路，以为电机烧了，其实有的线圈电阻几近为零，万用表精度不够，无法测量。即使电阻非常小，电流也不会无限大，因为起动后会产生反电动势来限制电流。
三、船舶上粗略检测方法
内河船舶仪器有限，有时无法做精确检测，于是，可以利用现有条件做一些粗略检测，作为判断的简单依据，基本能解决问题。
1、用万用表检测接线头、电刷与换向器之间的接触电阻，电阻为零表示接触良好，否则，接触不良；
2、万用表代替摇表（实际上是不可能代替，只因为是24V电机，可以粗略检测），测量线圈之间、线圈与外壳之间及换向片与轴之间的电阻，指示为无穷大，可以勉强认为不漏电。
3、发电机与电动机有可逆性，利用这个特点也是实用的：利用剩磁（没有磁的话，用干电池正极接磁极端，负极接壳，便可充磁，铁芯没有剩磁是发不出电的。）快速旋转发电机，如能检测到电压，电机尚可；将稍低电压的直流电通入发电机，如能一定速度运转，电机基本没问题。对电动机的判断方法也一样。
4、对于是否短路，可以通过观颜色、闻气味及摸温度来判断。发现有特殊的油漆味，说明电动机内部温度过高；发现有很重的糊味或焦臭味，颜色变蓝黑，则可能是绝缘层被击穿或绕组短路。用较低电压试电，看运转是否正常，有无严重发热等，也可以大概判断。用手旋转电机，如果感觉有明显较大的阻力，说明电机内部有短路点。将正负极连接起来，用手拧的时候会有很大的阻力，说明线路正常。否则内部有断路点。
5、运行中的发电机，可用万表检测电压，或观察充电板上电压表读数（大于电池电压为正常），也可以用灯泡检测，观察光亮程度，以此判断是否发电及电压正常与否。
结束语
定期检测直流电机，及时消除隐患，进行保养和维护，使电机处于良好状态，保证安全运行，这是船舶轮机员的重要职责。对检测出的问题结合船舶现有条件及时处理，无法处理的，报送公司维修或换新。
参考文献：
[1]张秉淑 《电机与变压器》 中国劳动出版社 1994.2
[2]林凌海 《船舶辅机与电气》 大连海事大学出版社 2011.7
论文作者:王汉茂
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/19
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