集電環(huán)是繞線轉(zhuǎn)子電機轉(zhuǎn)子部分的重要導(dǎo)電元件,它隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,即動態(tài)轉(zhuǎn)動導(dǎo)電元件。除了滑環(huán)本身電氣連接的可靠性外,其他零件及其匹配關(guān)系可能會導(dǎo)致滑環(huán)發(fā)熱。
為了盡量減少集電環(huán)與碳刷之間的摩擦發(fā)熱問題,在車削集電環(huán)時,應(yīng)保證加工表面足夠光滑,不應(yīng)有毛刺、刀痕等缺陷,以防止碳刷過度磨損、有效導(dǎo)電面積減小、局部發(fā)熱等一系列可靠性問題。
如何判斷集電環(huán)與碳刷接觸是否良好?首先觀察碳刷與導(dǎo)電環(huán)的接觸面積,不應(yīng)小于碳刷橫截面的70%;檢查碳刷與導(dǎo)電環(huán)之間的作用力,輕輕將碳刷提離集電環(huán)表面適當(dāng)距離,在釋放的同時感受作用力;第三,反復(fù)提起碳刷,使其遠離集電環(huán)表面,整個過程應(yīng)無卡滯現(xiàn)象。集電環(huán)系統(tǒng)中,恒壓彈簧的彈力、碳刷與刷盒的配合、碳刷與集電環(huán)的有效接觸面積是關(guān)鍵因素,是現(xiàn)場判斷集電環(huán)與碳刷接觸是否良好的依據(jù)。
為了保證集電環(huán)和碳刷之間良好的滑動導(dǎo)電性,碳刷和集電環(huán)的材料選擇必須考慮許多因素。
常見的集電環(huán)有鋼和銅兩種:鋼集電環(huán)耐磨性好,但在潮濕環(huán)境下容易腐蝕;銅集電環(huán)導(dǎo)電性能好,但容易嚴重磨損,特別是碳刷安裝不當(dāng)或碳刷材質(zhì)較硬時。為了兼顧滑環(huán)的耐磨性和耐腐蝕性,大型電機或可靠性要求特別高的電機將采用不銹鋼滑環(huán)。
碳刷是在電動機、發(fā)電機或其他旋轉(zhuǎn)機械的固定部分和旋轉(zhuǎn)部分之間傳遞能量或信號的裝置。通用碳刷由純碳和凝結(jié)劑制成;電機碳刷的組成比較復(fù)雜,各部件的配比對電機的性能影響很大。作為滑動接觸導(dǎo)體,應(yīng)與集電環(huán)的材料相匹配,主要考慮兩個因素:良好的導(dǎo)電性和必要的減摩能力。對于轉(zhuǎn)子電流大的電機,碳刷的材質(zhì)更為重要。導(dǎo)電性和抗摩擦能力的缺陷會導(dǎo)致發(fā)熱、火花和絕緣失效等問題,并會發(fā)生集電環(huán)爆破燃燒或集電環(huán)解體等嚴重事故。碳刷是易損件,需要定期檢查維護,更換失效碳刷,清理沉積碳粉。
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