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串激串激电机碳刷作用、常见故障和解决办法
2011-10-28 22:55:32
串激串激电机碳刷作用、常见故障和解决办法
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碳刷在串激串激电机中起换向作用，碳刷材料有：铜石墨电刷、碳石墨电刷、石墨电刷、电化石墨电刷

一、碳刷选用的原则

1.、为什么要选用合适的碳刷：

为保障串激电机的正常运行，正确选择电刷型号是十分重要的，由于制造电刷时所选用的原材料和工艺不同，其技术性能也有差异。因此在选择电刷时，应该综合考虑电刷的性能和串激电机对电刷的要求。

电刷使用性能良好现象为：

a 在换向器或集电环表面能较快形成一层均匀、适度和稳定的氧化薄膜。

b 电刷的使用寿命长，并不磨损换向器或集电环

c 电刷具有良好的换向和集流性能，使火花抑制在允许的范围内，并且能量损耗小。

d 电刷运行时，不过热，噪音小，装配可靠，不破损。

2.电刷装入刷握内要保证能够上下自由移动，电刷与刷握内壁的间隙在0.1-0.3毫米之间，以避免电刷和刷握之中因间隙过大产生摆动。刷握下边缘距整流子表面的距离应该保持在2毫米左右。如距离过小，刷握容易触伤换向器，距离过大，电刷易颤动而导致破损。

3.在同一台串激电机上，原则上应该使用同一种型号的电刷，但对于个别换向特别困难的大中型串激电机，可采用双子电刷，其滑入边采用润滑性能好，滑出边采用抑止火花能力强的电刷，从而使电刷的运行得到改善。

4.电刷磨损到一定程度要更换新的电刷，电刷最好一次全部更换，如果新旧混用，可能会出现电流分布不均匀的现象。对于大型机组，停机更换电刷，势必影响生产，可以选择不停机，我们通常建议客户的做法是每次更换20%的电刷（即每台串激电机的每个刷杆的20%），每次间隔时间为1-2周，待磨合再逐步更换其余电刷，以保证机组的正常连续运行。

5. 为了使电刷与换向器接触良好，新电刷应该进行磨弧度，磨弧度一般在串激电机上进行。在电刷与换向器之间放置一件细玻璃砂纸，在正常的弹簧压力下，沿串激电机旋转方向研磨电刷，砂纸应该尽量粘紧换向器，直至电刷弧面吻合，然后取下砂纸，用压缩空气吹净粉尘，再用软布擦拭干净。研磨电刷不宜采用金刚砂纸，以防金刚砂颗粒嵌入换向器槽内，在串激电机运行时，擦伤电刷和换向器表面。磨弧后，串激电机先20-30%以负荷运转数小时，使电刷和换向器磨合，并建立均匀的氧化薄膜。再逐步提高电流至额定负荷。

6. 施于同一台串激电机各电刷的单位压力应力求均匀，以免电流分配不均，导致个别电刷产生过热和火花。电刷的单位压力应按“电刷技术性能表”来选择，对于转速较高的串激电机或在振动条件下工作的串激电机，应适当提高单位压力，一保证正常工作。打个比方：牵引机串激电机的电刷单位压力为0.4-0.6kgf/cm2。

通常电刷单位压力过高，是电刷的磨损加剧，单位压力过小，接触不稳定，容易出现机械火花。

二、电刷的火花产生原因和排除方法

导致原因                        　　　处理方法

a　附加极调整不良－－－－－－－用分流或调整附加极气隙，或改换电刷型号。

b　云母突出－－－－－－－－－－－－－下刻云母或使用磨蚀性较大的电刷

c　换向器升高片连接处断开－－－－－－ 重新焊接

d　电刷位置不正确－－－－－－－－－－ 调整刷握至正确位置

e　刷握的间距或排列不匀－－－－－－－ 纠正刷握的间距和排列

f　换向器或集电环偏心－－－－－－－－－最好在额定转速下车削或重新研磨

g　换向器松动，换向片有高低－－－－－－ 紧固一下，车削或重新研磨

h　换向片有油污－－－－－－－－－－－－ 清扫换向片和密封轴承

i　电刷粘附或滞留在刷握里－－－－－－－－检查电刷尺寸是否正确，清扫电刷和刷握除去任何毛刺

j　电刷磨合不佳－－－－－－－－－－－－－磨合电刷

k　电刷型号不适合串激电机          

三、电刷颤震产生原因及处理方法

     　　　 原因                            　　　处理方法

a 换向片或云母突出－－－－－－－－－－－紧固换向器，下刻云母

b 刷握离开换向器或离集电环太远－－－－调整刷握至换向器的距离为2毫米

c 换向器或集电环椭圆－－－－－－－－－－车削或重新研磨换向器或集电环

d 刷握安装松动－－－－－－－－－－－－－安装紧固片

e 电刷在刷握内太松－－－－－－－－－－－如果刷握磨耗，需更换新的

f 电刷型号不合适   －－－－－－－－－－－换型号                                  

四、电刷磨损不均匀原因及处理方法

    　　 故障                          　　　处理方法

a. 串激电机过载－－－－－－－－－－－－－－－ 降低和限制串激电机负荷

b. 换向器或集电环上有油污－－－－－－－－清扫换向器或集电环 

c. 电刷和刷杆间的电阻不均等－－－－－－－清扫和紧固连接处

e. 电刷接触面有磨蚀粒子－－－－－－－－－重新磨合和清扫电刷表面 

f. 电流分配不均匀－－－－－－－－－－－－调整电刷压力

g. 电刷型号混用－－－－－－－－－－－－－只可安装一种型号的电刷

五、电刷的工艺，

现在国内的电刷牌号按照成分来分，一般分为3种

1  金属石墨类

该类电刷的主要材料是电解铜和石墨。根据使用需要有时也采用银粉（精密仪器上用的，非常贵）、铝粉等其他金属，这些电刷里面又有含黏结剂和不含黏结剂之分。这类电刷既有石墨的摩擦特性又有金属的高导电性，因此，适用于高负荷和换向要求不高的低电压串激电机。其圆周速度不超过30米/秒。

2  天然石墨类

天然石墨是该类电刷的主要原材料黏结剂采用沥青或树脂，经过烘焙或1000度烧结而成。这类串激电机有良好的润滑性能和集流性能。多数用于运行平稳的中小型直流串激电机和高速汽轮发串激电机集电环。

3  电化石墨类

主要成分是碳黑、焦碳和石墨等各种碳素粉末材料组成，经2500度高温处理，使转化为微晶型人造石墨。这类电刷具有优异的换向性和自润滑性能，广泛用于各类交直流串激电机不但寿命长，而且对换向器的磨损小。

总结：关于电刷型号的选择，对整个串激电机的运行稳定起很关键的作用，碳刷的材质越硬，换向过程中产生的火花越小，因为电刷越硬，接触阻值就越大，阻值大了电压降就大了，电抗电势所引起的延迟换向减小，火花问题也就减小了！ 

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