电刷选型、磨损因素分析及预防

李彦林

（甘肃林业职业技术学院，甘肃天水741020）

电刷选型、磨损因素分析及预防

李彦林

（甘肃林业职业技术学院，甘肃天水741020）

阐述了电刷如何选型，对电刷的磨损因素进行了分析，并探讨了预防电刷磨损的措施，从而做好电刷磨损的预防工作。

电刷选型；磨损；分析；预防

引言

电刷是电机的重要组成部件，广泛适用于各种交直流发电机、同步电动机、电瓶直流电动机、吊车电机集电环、各型电焊机等。电刷的材质和型号选择不合理，过硬或过软，均会对集电环产生不良影响，使电刷在运行中出现异常磨损的现象。

1　电刷的选型

电刷是与运动件作滑动接触而形成电连接的一种导电部件，是用于换向器或滑环上，作为导入导出电流的滑动接触体。电刷的材质与型号，应根据发电机的运行条件来选择。选择时，可以按电刷的类别、型号、电阻率、硬度、接触电压降、磨擦系数、额定电流密度、最大圆周速度、应用范围等方面进行综合考虑和选择。由于不同制造厂生产的电刷性能差别很大，甚至同一制造厂在不同时间生产的电刷，性能也有所差别。因而，针对同一电机来说，应尽量选择同一型号同一制造厂，最好是同一时间生产的电刷，防止由于电刷性能上的差异，造成并联电刷电流分布的不平衡，影响电机的正常运行。

2　电刷磨损因素分析

1）材质的影响。电刷的磨损因材质而异，一般而言，材质致密、硬度高、粒子间结合力强的电刷，磨损较小。

2）电刷的理化特性，电刷的理化特性，主要包括电阻系数、硬度、灰分杂质。电刷的硬度和电阻系数，综合反映电刷质量和使用性能。

3）电流的影响。炭刷多是正刷的磨损较小，负刷的磨损较大。当电流密度低于某值时，磨损程度的大小与电流密度成正比的关系；若电流增大，则磨损随之增大。

4）湿度的影响。换向器薄膜形成的条件之一就是必须有水蒸气的存在。但电机内的水蒸气的含量必须限定在一个适当的范围内。因为当湿度过低时，薄膜的生成速度将会降低，磨损速度加快。

5）环境的影响。空气中存在的化学物质对换向器表面薄膜的形成会有很大的影响。像含有碳化硅的气体、氯气等都会对薄膜的表面造成腐蚀。

6）振动和偏心的影响。整流子的振摆，使得高速电机使换向受到影响，产生振动和偏心的问题。发生振动时，不仅加剧机械磨损，甚至造成电刷的破损、开裂［1］。

3　电刷磨损的预防措施

1）合理选择电刷。电刷的磨损，因材质而异。材质致密、硬度高、粒子间结合力强的电刷，磨损较小。电机碳刷的电阻系数要相同，使碳刷电流保持在8～12 A/cm2的允许运行范围内。检查更换下来的碳刷，如果碳刷上出现因摩擦而非火花造成的秃点形式的振痕，就必须检查环的圆度。如果确认环不平衡，应重新加工和研磨。可能的话，应避免手工打磨，因为这会加大跳动偏差，继续加重碳刷的磨损。

2）碳刷的关闭压力对碳刷的功能有重要的影响。所有的碳刷应具有相同的关闭压力，这样才能够实现电流的均匀分布。压力不足会造成电气磨损，拉伤压力过大又会加剧摩擦、机械磨损及拉伤。只有均匀而适当的碳刷压力才能保证碳刷的安全运行和正常磨损，所以对更换的碳刷要进行打磨，以增大刷体与滑环的接触面积，使其在85%以上［2］。

3）加强巡视检查，有必要定期检查碳刷温度，除了监控画面反馈的数据，维护时需定期用红外测温仪测量滑环室实际运行温度与反馈数据是否相符，因为温度变幅过大会加剧碳刷的磨损和拉伤，甚至会引起钢丝燃烧；定期测量三相励磁电流保证在正常范围内运行，虽然偏差正常，应尽可能改善三相励磁电流长期在偏差状况下运行的情况。及时更换碳粉袋进行清洗，多订购备件以备及时更换。

4）利用大、小修机会，把发电机受油器漏油的问题控制住，以减少碳刷装置附近的油雾。滑环的环境受湿度、含油脂的物质和溶剂以及粉尘的影响，这些都会对碳刷的运行造成影响，应保证运行的环境整洁。在机组停运时，要认真细致地对机组进行检修，对滑环的极性进行调整，减少碳刷的异常磨损。

5）环境影响的关键问题是降温，可采用三台机组安装中央空调，解决掉过去考虑的空调排水难的问题。但是仓内环境复杂，要求空调性能高，所以造价高，或者可选择更为简便适用的冷却装置，参考国内使用同类产品的电厂的处理方法，解决掉需要打开滑环室盖板降温的土办法，改善环境的污染，以及降低造成碳刷磨损加剧的各种因素。

6）加强电机的运行维护。如果发电机在低负荷状态下连续运行，需要经常检查碳刷。如果在低负荷下长期运行，建议拆掉几个碳刷。维护人员每次对更换的碳刷进行认真的记录，制作安装视图，做好更换碳刷的记录，以便今后统计分析磨损情况，可用来判断各刷架安装是否到位，集电环是否磨损严重，主轴摆度是否偏大等［3-6］。

4　结语

在选择电刷时，要考虑电刷的材质、型号、运转条件以及所处的环境等多种因素的影响，有针对性地对电刷磨损因素分析，从而做好电刷磨损的预防。

［1］刘文平.发电机碳刷电流偏差大、磨损快原因分析及对策［J］.电力安全技，2003（12）:25.

［2］王立新，李平，岳慧颖，等.电刷的技术特性及其影响因素［J］.炭素，2001（2）:21.

［3］罗辉，李亚强，韩飞.汽轮发电机碳刷及滑环磨损的解决方法［J］.山东煤炭科技，2008（10）:15.

［4］石立行，段勇.汽轮发电机碳刷及滑环磨损的解决方法［J］.农村电气化，2007（1）:10.

［5］黄浩，发电机电刷发热跳火的解决方法［J］.农村电气化，2005（6）: 25.

［6］邵会锋.空压机电机电刷过热跳火故障原因分析及预防深冷技术［J］.深冷技术，2009（12）:15.

（编辑：贾娟）

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

李彦林（1983—），男，甘肃秦安人，本科，毕业于兰州交通大学，讲师，工程师，研究方向：电子产品设计。