碳刷功能
有刷电机里面顶在换相器表面,电机转动的时候,将电能通过换相器输送给线圈,由于其主要成分是碳,称为
碳刷,它是易磨损的。应定期维护更换,并清理积碳。
碳刷分类
碳刷有树脂类,电化类,和有金属类,它们因材料和工艺不同而使用在不同的电机上,
碳刷的材料图片如下:
安装使用
良好标志
为保障电机的正常运行,正确选择
碳刷型号是十分重要的,由于制造
碳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
碳刷时,应该综合考虑
碳刷的性能和电机对
碳刷的要求。
碳刷使用性能良好标志应该为:
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
碳刷的使用寿命长,并不磨损换向器或集电环
c
碳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,并且能损耗小。
d
碳刷运行时,不过热,噪音小,装配可靠,不破损。
碳刷安装
1.
碳刷装入刷握内要保能够上下自由移动,
碳刷与刷握内壁的间隙在0.1-0.3毫米之间,以避免
碳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,
碳刷易颤动而导致破损。
2.在同一台电机上,原则上应该使用同一种型号的
碳刷,但对于个别换向特别困难的大中型电机,可采用双子
碳刷,其滑入边采用润滑性能好,滑出边采用抑止火花能力强的
碳刷,从而使
碳刷的运行得到改善。
3. 施于同一台电机各
碳刷的单位压力应力求均匀,以免电流分配不均,导致个别
碳刷产生过热和火花。
碳刷的单位压力应按“
碳刷技术性能表”来选择,对于转速较高的电机或在振动条件下工作的电机,应适当提高单位压力,一保正常工作。打个比方:牵引机电机的
碳刷单位压力为0.4-0.6kgf/cm2。
通常
碳刷单位压力过高,是
碳刷单损加剧,单位压力过小,接触不稳定,容易出现机械火花。
碳刷更换
1.
碳刷磨损到一定程度要更换新的
碳刷,
碳刷好全部更换,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
碳刷,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
碳刷(即每台电机的每个刷杆的20%),每次间隔时间为1-2周,待磨合再逐步更换其余
碳刷,以保机组的正常连续运行。
2. 为了使
碳刷与换向器接触良好,新
碳刷应该进行磨弧度,磨弧度一般在电机上进行。在
碳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,沿电机旋转方向研磨
碳刷,砂纸应该尽粘紧换向器,直至
碳刷弧面吻合,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
碳刷不宜采用金刚砂纸,以防金刚砂颗粒嵌入换向器槽内,在电机运行时,擦伤
碳刷和换向器表面。磨弧后,电机先20-30%以负荷运转数小时,使
碳刷和换向器磨合,并建立均匀的氧化薄膜。再逐步提高电流至额定负荷。
故障处理
火花产生的原因和排除的方法
1.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
碳刷型号。
b 云母突出-------------下刻云母或使用磨蚀性较大的
碳刷 c 换向器升高片连接处断开------ 重新焊接
d
碳刷位置不正确---------- 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---------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
碳刷粘附或滞留在刷握里--------检查
碳刷尺寸是否正确,清扫
碳刷和刷握除去任何毛刺
j
碳刷磨合不佳-------------磨合
碳刷 k
碳刷型号不适合电机
2.关于
碳刷的颤震原因 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
碳刷在刷握内太松-----------如果刷握磨耗,需更换新的
f
碳刷型号不合适
3.关于
碳刷磨损不均匀的问题故障 处理方法
a. 电机过载--------------- 降低和限制电机负荷
b. 换向器或集电环上有油污--------清扫换向器或集电环
c.
碳刷和刷杆间的电阻不均等-------清扫和紧固连接处
e.
碳刷接触面有磨蚀粒子---------重新磨合和清扫
碳刷表面
f. 电流分配不均匀------------调整
碳刷压力
g.
碳刷型号混用-------------只可安装一种型号的
碳刷材料工艺
金属石墨类
该类
碳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、铅粉等其他金属,这些
碳刷里面又有含黏结剂和不含黏结剂之分。这类
碳刷既有石墨郸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电机(如汽车启动马达等)。其圆周速度不超过30米/秒。
石墨类
石墨是该类
碳刷的主要原材料黏结剂采用沥青或树脂,经过烘焙或1000度结而成。这类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电机和高速汽轮发电机集电环。
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
碳刷具有异的换向性和自润滑性能,广泛用于各类交直流电机不但寿命长,而且对换向器单损小。
型号选择
关于
碳刷型号的选择,对整个电机的运行稳定起很关键的
作用 固定式直流电机
平云母:
工规格——————————————D308D374LD214
分马力———————————————D308D374LD214
下刻云母:
无附加极——————————————D214D308D374b
有附加极:
小型——10千瓦以下———————--D104D214D172
中型——小于500千瓦:
速度低于18米/秒———————---D172D214
速度大于18米/秒———————---D172D374n
大型——大于500千瓦
速度低于18米/秒———————---D214D374b
速度低于18米/秒—————---——D374bD374nD376n
特殊工作条件
低负荷运行———————————D172nmD214
负荷波动严重————————————D374bD376n
轧钢电动机—————————————D374bD214
轧钢发电机—————————————D374nD376n
电化学生产—————————————D308D214
高速励磁机—————————————D312D374bD374nD376n
旋转放大器和正交磁场电机——————D308D252
旋转和电动变流机——————————D372D214D374n
电镀发电机—————————————J204J201
电焊发电机—————————————D104D214J204S6mS3
励磁机———————————————J204J201D104D172
日常维护
碳刷在运行过程中,应进行及时的维护。常会维护不好而造成事故,甚至停机停产。反之,加强对集电装置部分的维护,能及早发现问题和解决问题,可以免除很多事故的发生。带有换向器的电机,由于
碳刷不但起传导电流的
作用,而且还起换向
作用,因而其监护工作要大得多。经常和仔细观察换向火花的状态和特征是非常重要的。直流电机换向火花的大小和状态,是影响换向诸因素综合
作用的反映,是电机运行情况好坏的主要标志。因而仔细观察火花的产生及其变化规律,是分析火花产生的原因和采取措施来消除火花的根据。
电机运行时所产生火花的形态,通常分为点状火花(很微弱且不连续);粒状火花(较点状火花大,亮度也较点状火花强);火球状火花(在
碳刷滑出边上停留或浮动的红或白的明亮球状火花);火舌状火花(在
碳刷滑出时,火花拖长,有短火苗,一般为红);鸣状火花(火花明亮,有较大的放电声响);飞溅状火花(火舌拖出较长,有火星飞越现象);环火状火花(
碳刷滑出边火花拖长并附在换向器表面形成环火,严重时形成正负刷架间的弧光短路)。