网站原创【摘 要 】本文介绍了直流电动机在高海拔、低气压、低湿度工况环境下,对换向器表面的摩擦、碳刷的磨损及换向性能的影响.
【关 键 词 】高海拔；直流电动机；换向性能
1. 前言
1.1一般来说,高海拔气候的特点主要是：空气稀薄,气压低、气温也低,气温变化大,氧气和水汽的含量少.
1.2那么高海拔气候工作环境下对直流电动机的换向性能有影响吗?
（1）我们知道,直流电机运行时,换向器表面会生成一层氧化亚铜的薄膜,适当厚度的氧化亚铜薄膜能降低电刷对换向器的磨擦,增加换向器乃至电机整个的寿命,增加接触压降,因而限制了换向元件的短路电流,有利于换向.
（2）在缺乏水份和氧气（特别是缺水）的大气条件下,氧化膜的生成速度比较慢,很难达到与磨损趋于平衡,结果就是一方面电刷磨损的很快,另一方面就是换向器表面生成不了适当厚度能保护换向器的氧化膜,这些都视对换向不利的因素.一般为了保证地面上使用的电机安全运行,空气相对湿度在20℃时应不低于25%（即绝对湿度为4.6g/m3）电刷工作时一般最佳的绝对湿度约为10g/m3（相对湿度在20℃时约为58%）,至于在20℃时相对湿度不低于15%（约2.86g/m3）,则是下限.
（3）我公司生产的铁路机车辅助用直流电机,一般配套在内燃机车上,用于电阻制动风扇电机、真空泵电机、滑油泵电机、燃油泵电机,目前电力高速机车也部分采用直流电机,已经有了20多年的生产使用经验,通过不断的摸索,特别是在2002年～2005年在机车在库尔勒机务段运行期间,通过我公司技术和售后人员的定期检查维护,机务段工作人员的配合,一直在记录电刷使用和磨损的情况.
2. 现就电刷在高原气候对电刷的影响总结如下
（1）随着海拨高度的升高,电刷下发生的火花,也随之增多、增大,换向状况渐趋恶化,而随着海拨高度的降低,电刷下发生的火花,也随之减少、减小,换向状况渐趋改善.
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（2）高原气候对换向火花为1 1/2级的直流电机,海拨升高,湿度降低,火花增大,但仍属1 1/2级火花等级,并不影响正常使用.
（3）对换向困难的电机,海拨越高,湿度降低,换向恶化.
（4）高原气候对电刷磨损量略有增加,但无异常磨损现象.
（5）一般用途的中小型直流电机的换向火花和电刷磨损,高原气候对其影响不大,可用于海拨4000m.
（6）低气压、低湿度高原气候对暗换向的直流电机无影响.
3. 结论
就换向火花而言,湿度、海拨高度对换向火花的影响还不能一概而论,在20℃时海拨0～4000m,绝对湿度1.5～4.5g/m3之内,对换向状况本来就良好的直流电机来说是没有影响的,对本来换向就困难的直流电机存在一定影响.
[文章编号]1006-7619（2013）08-13-754
[作者简介] 张东伟（1984-）,职称：工程师,工作单位：西安泰富西玛电机有限公司,设计二部担任直流主任设计师,2008年毕业于大连工业大学机械工程及自动化专业,毕业后进入电机行业,任职于江苏航天动力机电有限公司.