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发动机滑环碳刷电流分布不均匀的原因分析及采取的措施
东光县炜华机电有限公司    2016-05-24 06:00:17    文字:【】【】【
摘要:发动机滑环碳刷运行情况不甚理想,存在的问题较为突出,是机组安全稳定运行的隐患,主要表现在以下几个方面

发动机滑环碳刷运行情况不甚理想,存在的问题较为突出,是机组安全稳定运行的隐患,主要表现在以下几个方面:

1、碳刷电流分布不均匀,尤其是C排。

2、刷握装配与导电环接触面吻合不良。

3、个别碳刷运行中出现卡涩、发热现象。

原因分析:

发动机滑环碳刷正常运行应该达到单个碳刷电流分布比较平衡。刷握弹簧压力比较均匀,碳刷活动自如且无振动卡涩现象,温度一般在50℃~80℃,(即温升40℃左右)。发动机滑环碳刷通过我们跟踪检查测量的结果显示,滑环表面温度一般在60℃~70℃,(标准:不超过120℃),碳刷无明显振动,有个别碳刷存在卡涩、发热现象,总体情况尚可,但均流情况较差,碳刷最高电流达到200A,最小为0A,电流分布极不均匀。流过40块碳刷刷辫的电流总和与励磁电流存在400A左右的差值,也就是说有400A左右的励磁电流没有经过刷辫,而是直接通过刷握流过。

发动机刷握采用恒压弹簧的结构形式,按照规定,弹簧压力应保持在0.015~0.02Mpa的范围内,如果弹簧压力过小,碳刷与滑环表面的接触电阻增大,接触电阻发热会增大,即Q接触=I2·r(其中: I-流过碳刷的电流, r-接触电阻),引起碳刷发热;如果弹簧压力增大,虽然接触电阻变小,接触压降降低,但摩擦发热表现突出,即Q摩擦F·v (其中:F-碳刷压紧力,v-碳刷与滑环的相对运动速度),所以说弹簧的压力应保持在一个合理的范围内,才可以同时控制接触发热和摩擦发热。但目前发电机的碳刷弹簧压力偏大,另外弹簧压力不均匀,每个碳刷的接触电阻差异很大,每极40个碳刷,相当于40个并联之路,接触电阻越小,流过的电流越大,接触电阻越大,流过的电流越小,因此形成电流分布差异很大。这是发电机碳刷电流分布不均匀的主要原因。

一般情况下,碳刷与滑环接触面的接触良好,接触压降小,所有碳刷工况相近,每条碳刷的电流大小接近,刷体的平均温度较低,碳刷间电流相对稳定平衡。运行一段时间后,碳刷的磨损量相近,但出现了氧化膜(氧化膜应均匀并有光泽,氧化膜太厚,接触电阻增大)、卡涩等因素,碳刷磨短或弹簧压力变化,碳刷间电流随之重新分配,这也是电流分配不均匀的一个重要原因。

发电机滑环刷握运行中就存在个别碳刷卡涩和发热现象,这样容易形成碳刷焊附在刷握壁的现象,(焊附现象就是碳刷受力不合理或者与刷握配合间隙过小时,当碳刷工作时上下微动,碳刷与刷握壁之间的接触电阻逐渐降低达到一定程度时,由于热和电的作用,碳刷就粘附在刷握壁上而不能自如活动),测量显示个别碳刷电流为0V,此时极有可能是碳刷卡涩或者焊附在刷握上了,不是说该碳刷没有电流,只是电流没有经过刷辫,长期运行就会出现过热现象。

另外,发电机滑环刷握装配与导电环接触面存在吻合不良现象,刷握装配在出厂时接触面采用配套研磨,并进行镀银处理,同时做好标记,一对一,接触面配合紧密,现场维护更换了备品刷握,出现吻合不良现象,但从测量温度显示(60℃左右)问题并不突出,可以继续运行,待大修的机会进行调整研磨。

采取的措施:

1、                定期进行检查、测量,以便及早发现问题,及时处理,避免滑环出现过热现象。检查项目包括:

     (1)、用提刷辫的方法检查鉴定碳刷在刷握内上下活动是否自由。如有卡刷和碳刷焊附现象时,应取下刷握进行研磨碳刷和清理刷握内壁(刷握与碳刷配合间隙为:0.01~0.02mm

      (2)、检查刷辫是否完好,碳刷是否有脱辫现象,导线是否氧化、断股现象等。接触是否良好,有无过热现象,如出现发黑或烧伤等现象,则应该更换碳刷。

     (3)、用直流钳形电流表和红外测温仪,定期测量碳刷及滑环表面温度(滑环表面温度应不高于120℃;刷体温度控制在不大于80℃)及碳刷电流分配。个别电流小的碳刷进行调整(可以适当将其接触面的氧化膜用200目纱布打磨处理)

     (4)、检查碳刷的磨损程度。刷块边缘是否存在剥落现象,刷辫是否完好,碳刷是否有脱辫现象,如果碳刷磨损严重或刷块有剥落现象,就必须更换。(正常运行中,一般碳刷磨损掉 13,或碳刷在刷握内有摇摆的情形,应更换)

2、 量,对于压力差别大的更换,使整台刷握的弹簧压力基本均匀。

3、          更换个别有卡涩刷握弹簧压力联系制造厂家进行调整。现阶段可以用弹簧秤进行测、发热现象的碳刷。更换碳刷时应进行适形研磨,(200目砂布),并注意碳刷与刷握配合间隙合适(0.010.02mm),过紧碳刷容易卡涩,过松碳刷容易晃动,必要时打磨碳刷或者更换一块再试。


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