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大型电机维修集电环和电刷的方法
东光县保兴机电配件有限公司    2016-04-07 07:14:54    文字:【】【】【
摘要:大型电机修理时,电刷在集电环上运行时,在其接触面上形成一层均匀、适度、稳定的氧化膜,这是大型电机维修运行良好的主要标志之一。因为这层氧化膜的存在,改变了电刷与集电环的接触特性、减少了摩擦、降低磨损、延长使用寿命
大型电机修理时,电刷在集电环上运行时,在其接触面上形成一层均匀、适度、稳定的氧化膜,这是大型电机维修运行良好的主要标志之一。因为这层氧化膜的存在,改变了电刷与集电环的接触特性、减少了摩擦、降低磨损、延长使用寿命。氧化膜是一种复合薄膜,其组成成分与电刷型号及集电环的材料成分有关。氧化膜的正常厚度在8-100nm的范围内,一般为25nm.用电子显微镜观察发现,电刷与集电环接触面是由无数个点相接触,一般接触面只有电刷总面积的千分之几左右。接触面积的大小,由大型电机的转速、集电环材质的硬度、加工精度、偏摆度、电刷的材质、电刷上的压力大小等因素来决定。有研究发现,外加电压小时,氧化膜绝缘,当电压升高到一定值时,氧化膜被击穿。当击穿后,不管电流如何增加,由于导电点的增加、导电面积的扩大,则接触电压保持恒定。氧化膜具有非常好的润滑性能,电刷与集电环接触表面起润滑作用的润滑层主要是石墨膜,这层石墨膜,将电刷与集电环分开,使摩擦在石墨润滑层间进行,降低了摩擦系数,减少了摩擦热的产生,减少了电刷的磨损。电刷的过热故障,很多情况是由于氧化膜被破坏且无法重新建立导致的。 
    


1、电刷及集电环等电机常见问题故障的原因及解决办法
电刷在运行中最常见的故障为发热、产生火花、严重的烧损电刷刷握及集电环。从产生过热故障的原因看,主要有以下几个方面:
1.1、由于通风不良导致的发热通风不良主要是因为冷却风道堵塞,集电环表面通风沟、通风孔堵塞、循环风扇风量下降等原因,尤其是当运行中集电环表面温度过高时,导致电刷磨损加剧,碳粉积聚增加,有可能会堵塞上述集电环表面的散热通道。因此在大小修时,应对集电环表面通风沟、孔以及冷却风道滤网进行清理,保持通畅。对于经过多次车削的集电环,如果集电环表面的通风沟高度不到5mm,已经车削到径向限制孔时,就应当按照说明书根据最小使用外径进行更换,以保证集电环的机械及散热可靠性。
1.2、由于接触电阻过大或分布不均匀而产生的发热,集电环和电刷是通过相互滑动接触导通励磁电流的,根据容量及型号的不同,每个集电环上大约分布着数十只电刷,由于接触电阻的不同,电流分配的差异,会导致发热不均匀,有以下几个原因:
(1)电刷与滑环表面接触电阻、电刷与刷辫接触电阻、刷辫与刷架引线接触电阻过大。可通过测量单个电刷总压降、电刷接触压降、刷体压降、联结压降、刷辫压降进行相互间对比来检查。同时检查回路中各螺丝是否紧固。检查电刷接触面的清洁程度,是否存在油污污染。
(2)电刷压力不均匀或不符合要求,可能有电刷过短、弹簧由于过热变软老化失去弹性等原因。应使用弹簧秤检查电刷压力。恒压弹簧应完整无机械损伤,压力应符合其产品的规定,同一极上的弹簧压力偏差不宜超过5%;非恒压的电刷弹簧,有规定时压力应符合其产品的规定,当无规定时,应调整到不使电刷冒火的最低压力,一般为140-250g/cm2,同一刷架上每个电刷的压力应均匀。
(3)集电环与转子引线接触电阻过大,这种情况应对集电环与转子引线间的紧固螺丝进行加固。
(4)电刷材质不良、导电性能差、使用的型号不符合要求或者使用了不同型号的电刷。同一大型电机上应使用同一型号、同一制造厂的电刷,对于外观检查有明显差异的电刷应更换。
1.3、由于机械及摩擦等原因造成的过热集电环与电刷过热故障中,很大一部分是由于机械及摩擦等原因导致的过热,如果在开机时还未加励磁,就已经发现集电环与电刷温度高,或者在运行中温度过高,拔出几只电刷后,温度反而降低,那就基本可以肯定是由于机械及摩擦原因导致的。
机械及摩擦导致发热的情况很复杂,主要有以下几个方面:
(1)电刷接触面研磨不良或运行中一次更换过多的电刷。运行中更换电刷,在同一时间内,每个刷架上只允许更换1-2个电刷。换上的新电刷应事先在与集电环直径相同的模型上研磨好,且新旧牌号须一致。如果在大修时一次更换的电刷很多,应当在投运前冲转时,为电刷表面形成氧化膜留够充足的时间。
(2)电刷与集电环接触面过小,接触面积一般不应小于单个电刷截面的75%。
(3)电刷在刷盒中摇摆或动作卡涩。电刷在刷握内应能上下自由移动,其间隙应符合产品的规定,当无规定时,其间隙可为0.10-0.20mm.电刷外形要方正,上下端尺寸误差不得大于0.05mm.
(4)刷握与集电环表面间隙过大。由于电刷材质较脆,当刷握与集电环表面间隙过大时,运行中电刷不能整体接触集电环,与集电环呈斜面接触,容易造成电刷崩裂的情况。刷握与集电环表面的间隙应符合产品技术要求,当产品无规定时,其间隙可调整为2-3mm.调整间隙时,可使用一层2-3mm厚的橡胶垫附在集电环表面,将刷握抵到橡胶垫上,然后上紧定位螺丝,取出橡胶垫。

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