检测目的

　　性能评估

　　转速检测：直流电机的转速与电机的电枢电压、磁通等因素有关。准确测量转速可以评估电机是否能按照设计要求工作。例如，在电动车辆中，直流电机转速直接影响车辆的行驶速度，通过检测转速可以确保车辆达到预期的速度性能。

　　转矩测量：转矩是直流电机的关键性能指标之一。在工业应用中，如起重机、输送带等设备，需要电机提供足够的转矩来驱动负载。通过检测转矩可以判断电机是否满足实际应用中的负载要求。

　　效率分析：通过测量电机的输入功率(包括电枢输入功率和励磁输入功率)和输出功率，计算电机的效率。在大量使用直流电机的场合，如工厂的自动化生产线，提高电机效率能够降低能源消耗和生产成本。

　　故障诊断

　　电枢绕组检测：直流电机电枢绕组容易出现短路、断路等故障。短路会导致电流过大，可能损坏电机;断路则使电机无法正常运转。检测仪可以检测电枢绕组的电阻等参数，及时发现这些故障。

　　励磁绕组检查：励磁绕组故障会影响电机的磁通，进而影响电机的性能。例如，励磁绕组短路会使电机的磁通减弱，导致转速升高、转矩下降等问题。检测仪通过测量励磁绕组的电阻和电压等参数，判断励磁绕组是否正常。

　　电刷和换向器检测：电刷和换向器是直流电机的关键部件。电刷磨损会增加接触电阻，产生火花，影响电机的正常运行。检测仪可以检查电刷的磨损程度和换向器的表面状态，如通过检测电刷与换向器之间的接触电阻来判断电刷的磨损情况。

　　状态监测

　　温度监测：直流电机在运行过程中会产生热量，过高的温度可能损坏电机的绕组绝缘等部件。通过检测电机的关键部位(如电枢绕组、励磁绕组等)的温度，可以及时发现电机的散热问题或者过载情况。

　　振动监测：电机振动过大可能是由于电机不平衡、轴承磨损或者安装不当等原因引起的。通过监测振动的幅度、频率等参数，可以提前发现潜在的机械故障，避免故障进一步恶化。

检测原理和方法

　　电气参数检测

　　转速检测：

　　测速发电机法：如果直流电机同轴连接有测速发电机，当电机旋转时，测速发电机产生与转速成正比的电动势。通过测量测速发电机的电动势，根据其转速 - 电动势特性曲线，就可以得到直流电机的转速。例如，常用的永磁式测速发电机，其电动势公式为(其中为电动势，为测速发电机的电动势常数，为转速)。

　　光电编码器法：在电机轴上安装光电编码器。光电编码器由光源、码盘和光电探测器组成。码盘随着电机旋转，光电探测器通过检测码盘上透光和不透光区域的变化，产生脉冲信号。通过对脉冲信号的计数和时间测量，计算出电机的转速。例如，若光电编码器每转产生个脉冲，在时间内检测到个脉冲，则电机转速(单位为转 / 分钟)。

　　转矩检测：

　　应变片法：在电机的轴上粘贴应变片。当电机产生转矩时，轴发生微小的变形，应变片的电阻随之改变。通过测量应变片电阻的变化，根据预先校准的应变 - 转矩关系，计算出电机的转矩。

　　通过电流和磁通计算：根据直流电机的电磁转矩公式(其中为电磁转矩，为转矩常数，为磁通，为电枢电流)，通过测量电枢电流和估算磁通，可以间接计算电机的转矩。磁通可以通过测量励磁电流和电机的磁场特性来估算。

　　绕组电阻和电压检测：

　　电阻检测：对于电枢绕组和励磁绕组的电阻检测，通常采用电桥法。例如，惠斯通电桥，将待测绕组接入电桥电路，调节电桥的桥臂电阻，使电桥平衡，然后根据电桥平衡公式计算出绕组的电阻。

　　电压检测：使用电压表直接测量电枢电压和励磁电压。在检测过程中，要注意电压表的量程和精度，确保测量结果的准确性。例如，对于高电压的直流电机，需要使用量程合适的高压电压表。

　　机械参数检测

　　温度检测：

　　热电偶法：将热电偶安装在电机的关键发热部位，如电枢绕组附近。热电偶由两种不同的金属组成，当两个连接点处于不同温度时，会产生热电势。通过测量热电势，根据热电偶的分度表，就可以确定电机的温度。

　　热电阻法：利用金属(如铂、铜)热电阻的特性，其电阻随温度变化。将热电阻安装在电机发热部位，通过测量热电阻的阻值变化，根据热电阻的温度 - 阻值特性曲线，计算出电机的温度。