電刷選型、磨損因素分析及預防

李彥林

（甘肅林業職業技術學院，甘肅天水741020）

電刷選型、磨損因素分析及預防

李彥林

（甘肅林業職業技術學院，甘肅天水741020）

闡述了電刷如何選型，對電刷的磨損因素進行了分析，并探討了預防電刷磨損的措施，從而做好電刷磨損的預防工作。

電刷選型；磨損；分析；預防

引言

電刷是電機的重要組成部件，廣泛適用于各種交直流發電機、同步電動機、電瓶直流電動機、吊車電機集電環、各型電焊機等。電刷的材質和型號選擇不合理，過硬或過軟，均會對集電環產生不良影響，使電刷在運行中出現異常磨損的現象。

1　電刷的選型

電刷是與運動件作滑動接觸而形成電連接的一種導電部件，是用于換向器或滑環上，作為導入導出電流的滑動接觸體。電刷的材質與型號，應根據發電機的運行條件來選擇。選擇時，可以按電刷的類別、型號、電阻率、硬度、接觸電壓降、磨擦系數、額定電流密度、最大圓周速度、應用范圍等方面進行綜合考慮和選擇。由于不同制造廠生產的電刷性能差別很大，甚至同一制造廠在不同時間生產的電刷，性能也有所差別。因而，針對同一電機來說，應盡量選擇同一型號同一制造廠，最好是同一時間生產的電刷，防止由于電刷性能上的差異，造成并聯電刷電流分布的不平衡，影響電機的正常運行。

2　電刷磨損因素分析

1）材質的影響。電刷的磨損因材質而異，一般而言，材質致密、硬度高、粒子間結合力強的電刷，磨損較小。

2）電刷的理化特性，電刷的理化特性，主要包括電阻系數、硬度、灰分雜質。電刷的硬度和電阻系數，綜合反映電刷質量和使用性能。

3）電流的影響。炭刷多是正刷的磨損較小，負刷的磨損較大。當電流密度低于某值時，磨損程度的大小與電流密度成正比的關系；若電流增大，則磨損隨之增大。

4）濕度的影響。換向器薄膜形成的條件之一就是必須有水蒸氣的存在。但電機內的水蒸氣的含量必須限定在一個適當的范圍內。因為當濕度過低時，薄膜的生成速度將會降低，磨損速度加快。

5）環境的影響。空氣中存在的化學物質對換向器表面薄膜的形成會有很大的影響。像含有碳化硅的氣體、氯氣等都會對薄膜的表面造成腐蝕。

6）振動和偏心的影響。整流子的振擺，使得高速電機使換向受到影響，產生振動和偏心的問題。發生振動時，不僅加劇機械磨損，甚至造成電刷的破損、開裂［1］。

3　電刷磨損的預防措施

1）合理選擇電刷。電刷的磨損，因材質而異。材質致密、硬度高、粒子間結合力強的電刷，磨損較小。電機碳刷的電阻系數要相同，使碳刷電流保持在8～12 A/cm2的允許運行范圍內。檢查更換下來的碳刷，如果碳刷上出現因摩擦而非火花造成的禿點形式的振痕，就必須檢查環的圓度。如果確認環不平衡，應重新加工和研磨。可能的話，應避免手工打磨，因為這會加大跳動偏差，繼續加重碳刷的磨損。

2）碳刷的關閉壓力對碳刷的功能有重要的影響。所有的碳刷應具有相同的關閉壓力，這樣才能夠實現電流的均勻分布。壓力不足會造成電氣磨損，拉傷壓力過大又會加劇摩擦、機械磨損及拉傷。只有均勻而適當的碳刷壓力才能保證碳刷的安全運行和正常磨損，所以對更換的碳刷要進行打磨，以增大刷體與滑環的接觸面積，使其在85%以上［2］。

3）加強巡視檢查，有必要定期檢查碳刷溫度，除了監控畫面反饋的數據，維護時需定期用紅外測溫儀測量滑環室實際運行溫度與反饋數據是否相符，因為溫度變幅過大會加劇碳刷的磨損和拉傷，甚至會引起鋼絲燃燒；定期測量三相勵磁電流保證在正常范圍內運行，雖然偏差正常，應盡可能改善三相勵磁電流長期在偏差狀況下運行的情況。及時更換碳粉袋進行清洗，多訂購備件以備及時更換。

4）利用大、小修機會，把發電機受油器漏油的問題控制住，以減少碳刷裝置附近的油霧。滑環的環境受濕度、含油脂的物質和溶劑以及粉塵的影響，這些都會對碳刷的運行造成影響，應保證運行的環境整潔。在機組停運時，要認真細致地對機組進行檢修，對滑環的極性進行調整，減少碳刷的異常磨損。

5）環境影響的關鍵問題是降溫，可采用三臺機組安裝中央空調，解決掉過去考慮的空調排水難的問題。但是倉內環境復雜，要求空調性能高，所以造價高，或者可選擇更為簡便適用的冷卻裝置，參考國內使用同類產品的電廠的處理方法，解決掉需要打開滑環室蓋板降溫的土辦法，改善環境的污染，以及降低造成碳刷磨損加劇的各種因素。

6）加強電機的運行維護。如果發電機在低負荷狀態下連續運行，需要經常檢查碳刷。如果在低負荷下長期運行，建議拆掉幾個碳刷。維護人員每次對更換的碳刷進行認真的記錄，制作安裝視圖，做好更換碳刷的記錄，以便今后統計分析磨損情況，可用來判斷各刷架安裝是否到位，集電環是否磨損嚴重，主軸擺度是否偏大等［3-6］。

4　結語

在選擇電刷時，要考慮電刷的材質、型號、運轉條件以及所處的環境等多種因素的影響，有針對性地對電刷磨損因素分析，從而做好電刷磨損的預防。

［1］劉文平.發電機碳刷電流偏差大、磨損快原因分析及對策［J］.電力安全技，2003（12）:25.

［2］王立新，李平，岳慧穎，等.電刷的技術特性及其影響因素［J］.炭素，2001（2）:21.

［3］羅輝，李亞強，韓飛.汽輪發電機碳刷及滑環磨損的解決方法［J］.山東煤炭科技，2008（10）:15.

［4］石立行，段勇.汽輪發電機碳刷及滑環磨損的解決方法［J］.農村電氣化，2007（1）:10.

［5］黃浩，發電機電刷發熱跳火的解決方法［J］.農村電氣化，2005（6）: 25.

［6］邵會鋒.空壓機電機電刷過熱跳火故障原因分析及預防深冷技術［J］.深冷技術，2009（12）:15.

（編輯：賈娟）

Brush Selection，Analysis and Prevention of Wear Factors

Li Yanlin
（Gansu Forestry Vocational and Technical College，Tianshui Gansu 741020）

This paper elaborated the selection，the wear and tear of factors，and discussed the brush wear prevention measures，so as to increase brush wear prevention work.

brush type selection；wear and tear；analysis；prevention

TH117.1

A

2095-0748（2016）13-0047-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.13.16

2016-05-18

李彥林（1983—），男，甘肅秦安人，本科，畢業于蘭州交通大學，講師，工程師，研究方向：電子產品設計。