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不要因这个原因摧毁电机——集电环系统问题质量控制要点

2020-04-14 16:15:48     来源:电机技术日参        

【哔哥哔特导读】对于集电环系统,集电环导电性能、表面光滑程度、环面与电刷的接触面积、电刷与集电环接触过程中受到的摩擦力,包括电刷材质、电刷自身电连接可靠性等,都会影响到最终的运行效果。

集电环也叫导电环、滑环、集流环、汇流环等,它可以用在将连续旋转的电气元件上,实现从固定位置到旋转位置的转换,传输电源和信号。

集电环的材质要求机械强度高、导电性能好,同时具有耐电腐蚀特性。因与电刷滑动接触,必须具备耐磨性和稳定的滑动接触特性。钢质集电环的耐磨性好、机械强度高,大量应用于因电极性引起集电环磨损较大的同步电机上。

对于集电环系统,集电环导电性能、表面光滑程度、环面与电刷的接触面积、电刷与集电环接触过程中受到的摩擦力,包括电刷材质、电刷自身电连接可靠性等,都会影响到最终的运行效果。

通常,碳刷与集电环接触不良是导致集电环环火烧损事故的主要原因。当碳刷与集电环接触不良或导电面积不足时,会引发比较严重的打火或环火现象,造成集电环温度升高,碳刷接触恶化,励磁电流在碳刷间分配不均,情况进一步循环恶化,导致装置烧毁问题。

集电环应用介绍

集电环系列同步电机和异步电动机等采用集电环的电机,比较广泛地用于产业部门,而且,多数是在各种苛刻条件下运行的。这些电机虽然没有直流电机那样的换向作用,但与换向器一样,也出现集电环或电刷的异常磨损,电刷振动以及产生火花等弊病。特别从电刷材质来看,集电环用电刷不仅使用石墨电刷,而且为了提高电刷的电流密度,有时也使用金属石墨电刷,所以,还必须考虑异常残余膨胀等因素。即使对于汽轮发电机那样的高速电机或在全封闭气体介质和氢气介质中运行的电机,问题也不少。

一般,钢质集电环的耐磨性好,机械强度大,因此大多用于因极性引起集电环磨损差较大的同步电机上。钢可以加工成复杂的结构,它是一种容易得到而又价廉物美的材料,所以,广泛用于包括圆周速度较低的水轮发电机在内的同步电机。对于像汽轮发电机那样,主要强调高圆周速度下机械强度和耐磨性的集电环,有时也使用锻钢。另外,要求耐腐蚀性时,可使用不锈钢,但不锈钢的滑动特性不稳定,与电刷组合不合适往往使电刷产生跳动,容易造成电刷温升过高或异常磨损,所以使用时必须倍加注意。青铜铸件等铜质集电环与钢质集电环相比,它的滑动特性好,所以用途很广,但当含有大量低熔点铅时,因通电点的发热而产生脱铅现象,容易造成集电环磨损或电刷异常磨损。

集电环与电刷的配合上,当电刷的研磨性过强而集电环的材质过软时,往往在集电环上发生相当于电刷宽度的阶梯磨损。尤其是高温低湿的全封闭式电机,更容易引起电刷或集电环的过大磨损。重象伤痕是这样形成的,一开始只有非常小的伤痕,电刷在这些部位集电不良而产生火花。一旦产生火花,伤痕就逐渐恶化扩大起来,最后形成与电刷滑动接触面的尺寸同样大小的伤痕。因而,集电环用电刷即使产生非常小的火花,也必须予以注意。

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