直流电机为什么会失效,不能正常的运作?

 
楼主   帖子创建时间:  2022-11-18 17:24 回复:0 关注量:56

这个世界上的一切都在有限的时间内运行,没有什么是永恒的,哪些因素在使直流电机功能失效中起关键作用呢?电机发生故障的原因有很多,这里有一些因素导致电机的使用寿命恶化,工程师应该避免这些因素。例如:人为干涉、环境条件、碳刷、球轴承、超出操作范围。



如果不小心操作直流电机,它可能会损坏,从而使电机无法按设计运行。如果掉落电机,它可能会使其中的小部件脱落,甚至使它们断裂。需要考虑的一个重要因素是 ESD(静电放电),它对无刷电机至关重要, 静电放电可能会损坏霍尔传感器或编码器,使它们无法使用并且无法从控制系统获得任何反馈。无刷电机通过方波或正弦换向进行电气换向。研究表明,人体中产生高达 15,000V的静电电压,因此,通过释放该能量可以使电机短路,这就是为什么设计正确的齿轮并考虑如何操作电机至关重要的原因。



在购买电机之前,必须考虑一些环境条件,这个问题应该事先考虑过:电机运行的环境温度是多少?每个电机都有自己的工作范围,这取决于材料的热可靠性和轴承中润滑剂的粘度。如果实际环境温度超出此范围,那么预计故障会比您想要的更快。在低温下,润滑剂会冻结并增加轴承内的摩擦力,从而由于部件收缩而导致磨损增加和轴向游隙过大。在高温下操作也会有同样的后果,但是,在这种情况下,润滑剂会变成液体,并且会从需要润滑剂的区域跑掉。


另一个可能需要考虑的因素是其运行环境的湿度,高湿度会导致轴承内部腐蚀,从而导致摩擦增加,进而影响磨损。这可能会损坏轴和轴承,从而限制电机的平稳旋转操作,进而影响速度和扭矩。由于腐蚀的磨蚀性质,它还会导致驱动器内的污染。


在直流电机中,它们使用电刷来工作,无论材质是石墨还是贵金属,限制这些直流电机寿命的是电刷,而限制无刷电机的是滚珠轴承,这些电刷的寿命可能会受到许多因素的影响。使用高电流负载会导致大量电气磨损,高速会显着影响电刷的机械磨损,如果电机用于极端启动/停止和左/右操作和温度,则操作类型会显着恶化电刷,湿度和振动,都导致有刷直流电机的消亡。一旦轴承磨损,无刷电机就会出现故障,但除此之外,残余不平衡和轴承载荷对轴承寿命有影响。



每个电机都给出了限制运行范围的数据,但现实情况是它并不总是被遵循,因此,电机一次又一次地失败,因为它们没有按需要或指定使用,因此,电机一次又一次地因这个原因而失败。关键参数是绕组的热时间常数,直流电机可以超速运转,但不会持续很长时间。绕组的热时间常数 (w) 决定了过载的最大工作时间,普通的电机的 w 为 1.51 秒,因此电机只能在过载大约 2.5 倍标称扭矩的情况下运行该时间段。电机的扭矩与电流成正比,因此当扭矩增加时,它具有更高的电流负载需求。通过长时间运行,绕组会因电流过大而熔化,从而产生大量热量,导致电机卡死。


结论


您可以看到在为您的应用选择合适的电机时需要考虑许多因素,合适的电机和正确的使用可以大大延长电机的使用寿命。


 
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