碳刷知识二

2018-09-29 14:34:43 19

功能特点

 

碳刷它的作用主要是对金属磨擦的同时导电;它不象金属对金属磨擦导电时一样;金属对金属磨擦导电时;磨擦力可能会增大;同时交接的地方可能会烧结在一起;而碳刷则不会;因为碳和金属是两种不同的元素;它的用途多半都用在电动机上;型状是多种多样的;有方的有圆的等等。
碳刷适用于各种电动机、发电机、轮轴机。具有较好的换向性能,使用寿命长。碳刷是用于电机的换向器或滑环上,作为导出导入电流的滑动接触体,它的导电,导热以及润滑性能良好,并具有一定的机械强度和换向性火花的本能。几乎所有的电机都使用碳刷,它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,各型电焊机等等。 随着科学技术的发展,电机的种类和使用的工况条件越来越多样化,因而需要有各种不同品级的电刷来满足这些要求,故电刷的种类也随着电机工业的发展而越来越多
 
处理措施
 
一般启动时电流偏大,有火花,正常运行时没有火花。可从以下几点排除:
1.检查电刷长度是否太短,到达生命线,导致压力过小电刷接触不上滑环;
2.检查弹簧压指压力是否合适,如果偏小会导致跳刷放电;
3.检查滑环表面光洁度,如果太毛会增大电刷接触电阻导致火花大;
4.检查转子电气,保证电阻正常,匝间没有短路;
5.检查轴承是否油隙过大,导致转子转动时滑环上电刷跳动量大,检查滑环表面径向跳动量是否过大。电刷弹刷引发产生火花;
6.另外电刷是否和以前使用的一致,电刷对导电电流和摩擦速度有要求的。
防范措施:
1、每天都应对碳刷和滑环进行检查,主要检查项目有:
(1)碳刷的磨损长度不超过2/3。当碳刷的磨损长度超过2/3(即碳刷的顶部与刷握的顶部在同一平面)时,必须将其更换。
(2)碳刷无冒火花情况。碳刷刚开始打火花时,就要查找原因,及时消除。
(3)碳刷无偏移滑环外侧现象,碳刷的边缘无崩裂情况。
(4)碳刷刷辫与刷架和碳刷的连接良好,无发热及碰触刷握的情况。
(5)碳刷在刷握内无跳动、摇动或卡涩的情况。
(6)定期用直流钳型表测量各碳刷的电流分担均匀,用红外线测温仪测量碳刷有无过热现象,如有异常应及时更换。
(7)弹簧压力正常,无变形和断裂现象。正常时各碳刷所受压力应均匀稳定,其单位压力通常在1.1kg~2.5kg之间,各碳刷之间的不均压力差应在5%以内。
(8)刷握与滑环的距离符合规定值。发电机刷握与滑环的距离:2.5~3 mm,主励刷握与滑环的距离:2~4 mm。
(9)滑环表面应无变色、过热及磨损不均现象,滑环表面温度应不大于120℃。
(10)刷握和刷架上有无积垢。若积垢较多,应用刷子扫除或用压缩空气吹扫

 

调整方法

 

 

火花等级
火 花 性 质
决 定 机 组 能 否 运 行
0
无 火 花
正 常 运 行
1
约1/4的碳刷其小部分发生微弱火化点
对碳刷连续工作没有任何损害,故认为实际无火花换向,允许其存在
2
约有半数的碳刷发生细微火花
3
全部或大部分发生火花
连续工作时在滑环上呈现黑色痕迹
4
全部碳刷都发生相当大的火花,不允许运行
不 允 许 运 行

 

消除方法

 

 

可 能 原 因 及 性 质
消 除 方 法
电刷型号不符,电刷研磨不良,
其表面不能全部工作
更换合格电刷,重新研磨电刷使发电机在较轻负荷下运行
电刷压力不均,或不符合要求
检查电刷压力进行调整,压力调到不发生火花下的最低压力
电 刷 磨 短
电刷磨短至下边距离辩的7毫米时必须处理更换电刷
电刷表面不清洁,可在个别或全部电刷上
用小帆布浸少许酒精擦试整流子
电刷上发生火花电刷烧伤严重
用干净的帆布擦电刷表面,在研磨工具上用油玻璃砂纸研磨整流子
电刷和引线接线端子间的连线松动,发生部分火花
检查电刷与铜辩的接触及引线回路中各部位螺丝有无松动
电刷在框内摆动或动作带涩,火花随负荷的增加而增大
检查电刷在刷框内能否自由移动,更换摇摆的和滞涩的电刷

 

 

故障处理

 

火花产生的原因和排除的方法
1.导致原因 处理方法
a 附加极调整不良----------用分流或调整附加极气隙,或改换碳刷型号。
b 云母突出-------------下刻云母或使用磨蚀性较大的碳刷
c 换向器升高片连接处断开------ 重新焊接
d 碳刷位置不正确---------- 调整刷握至正确位置
e 刷握的间距或排列不匀------- 纠正刷握的间距和排列
f 换向器或集电环偏心---------最好在额定转速下车削或重新研磨
g 换向器松动,换向片有高低------ 紧固一下,车削或重新研磨
h 换向片有油污------------ 清扫换向片和密封轴承
i 碳刷粘附或滞留在刷握里--------检查碳刷尺寸是否正确,清扫碳刷和刷握除去任何毛刺
j 碳刷磨合不佳-------------磨合碳刷
k 碳刷型号不适合电机
2.关于碳刷的颤震原因 处理方法
a 换向片或云母突出-----------紧固换向器,下刻云母
b 刷握离开换向器或离集电环太远-----调整刷握至换向器的距离为2毫米
c 换向器或集电环椭圆----------车削或重新研磨换向器或集电环
d 刷握安装松动-------------安装紧固片
e 碳刷在刷握内太松-----------如果刷握磨耗,需更换新的
f 碳刷型号不合适
3.关于碳刷磨损不均匀的问题故障 处理方法
a. 电机过载--------------- 降低和限制电机负荷
b. 换向器或集电环上有油污--------清扫换向器或集电环
c. 碳刷和刷杆间的电阻不均等-------清扫和紧固连接处
e. 碳刷接触面有磨蚀粒子---------重新磨合和清扫碳刷表面
f. 电流分配不均匀------------调整碳刷压力
g. 碳刷型号混用-------------只可安装一种型号的碳刷
 
作用
 
1.将外部电流(励磁电流)通过碳刷而加到转动的转子上(输入电流);
2.将大轴上的静电荷经过碳刷引入大地(接地碳刷)(输出电流);
3.将大轴(地)引至保护装置供转子接地保护及测量转子正负对地电压;
4.改变电流方向(在整流子电机中,电刷还起着换向作用)
除了感应式交流异步电动机没有外。其他的电机都有,只要转子有换向环的都有。
发电的原理,是磁场切割导线后,在导线产生电流。发电机是采用让磁场旋转的方法切割导线的。旋转磁场是转子,被切割的导线是定子。
为了让转子产生磁场,必须向转子的线圈输入厉磁电流。碳刷就是用来将厉磁发电机产生的厉磁电流送入转子线圈的

 

问题原因

 

1、碳刷磨损严重。造成碳刷磨损严重的原因主要有以下几点:
a.滑环表面的光洁度。滑环表面光洁度越高,其摩擦系数越小,碳刷的磨损率就越低;
b.碳刷材质的影响。不同厂家、不同型号的碳刷的成分构造不同,磨损率也不同。选择同一种碳刷可以减少碳刷自身磨损率的不均衡,因此在更换碳刷时要选择相同牌号的碳刷;
c.弹簧压力的影响。弹簧压力过大,会造成碳刷的机械磨损增大;同时弹簧压力过小,虽然碳刷与滑环间摩擦小了,但接触不良容易产生火花,同样不可取;
d.电流的影响。一般,对于石墨碳刷,正极碳刷流过的电流要比负极碳刷流过的电流要大,因而正极碳刷磨损要比负极碳刷磨损大,且正极滑环的磨损要多于负极滑环。
2、碳刷冒火。造成碳刷冒火的原因主要有以下几点:
a.因流过碳刷的电流过大引起;
b.因碳刷卡涩,间断与滑环接触引起。
3、碳刷温度高。造成碳刷温度高的原因主要有以下几点:
a.励磁系统过负荷;
b.碳刷与滑环接触面较小;
c.碳刷自身的质量问题。
4、碳刷损坏严重。造成碳刷损坏严重的原因主要有以下几点:
a.碳刷温度高;
b.碳刷未打磨好;
c.机组振动大,并且碳刷在刷握内有卡涩现象;
d.碳刷质量差。
5、碳刷跳动。造成碳刷在机组运行中跳动的原因主要有以下几点:
a.因碳刷有破裂细块掉在刷握中;
b.弹簧压力不够;
c.刷握变形

 

故障处理

1.为保障电机的正常运行,正确选择电刷型号是十分重要的,由于制造电刷时所选用的原材料和工艺不同,其技术性能也有差异。因此在选择电刷时,应该综合考虑电刷的性能和电机对电刷的要求。
电刷使用性能良好标志应该为:
a 在换向器或集电环表面能较快形成一层均匀、适度和稳定的氧化薄膜。
b 电刷的使用寿命长,并不磨损换向器或集电环
c 电刷具有良好的换向和集流性能,使火花抑制在允许的范围内,并且能量损耗小。
d 电刷运行时,不过热,噪音小,装配可靠,不破损。
2.电刷装入刷握内要保证能够上下自由移动,电刷与刷握内壁的间隙在0.1-0.3毫米之间,以避免电刷和刷握之中因间隙过大产生摆动。刷握下边缘距整流子表面的距离应该保持在2毫米左右。如距离过小,刷握容易触伤换向器,距离过大,电刷易颤动而导致破损。
3.在同一台电机上,原则上应该使用同一种型号的电刷,但对于个别换向特别困难的大中型电机,可采用双子电刷,其滑入边采用润滑性能好,滑出边采用抑止火花能力强的电刷,从而使电刷的运行得到改善。
4.电刷磨损到一定程度要更换新的电刷,电刷最好一次全部更换,如果新旧混用,可能会出现电流分布不均匀的现象。对于大型机组,停机更换电刷,势必影响生产,可以选择不停机,我们通常建议客户的做法是每次更换20%的电刷(即每台电机的每个刷杆的20%),每次间隔时间为1-2周,待磨合再逐步更换其余电刷,以保证机组的正常连续运行。
5. 为了使电刷与换向器接触良好,新电刷应该进行磨弧度,磨弧度一般在电机上进行。在电刷与换向器之间放置一件细玻璃砂纸,在正常的弹簧压力下,沿电机旋转方向研磨电刷,砂纸应该尽量粘紧换向器,直至电刷弧面吻合,然后取下砂纸,用压缩空气吹净粉尘,再用软布擦拭干净。研磨电刷不宜采用金刚砂纸,以防金刚砂颗粒嵌入换向器槽内,在电机运行时,擦伤电刷和换向器表面。磨弧后,电机先20-30%以负荷运转数小时,使电刷和换向器磨合,并建立均匀的氧化薄膜。再逐步提高电流至额定负荷。
6. 施于同一台电机各电刷的单位压力应力求均匀,以免电流分配不均,导致个别电刷产生过热和火花。电刷的单位压力应按“电刷技术性能表”来选择,牵引机电机的电刷单位压力为0.4-0.6kgf/cm2。 通常电刷单位压力过高,是电刷的磨损加剧,单位压力过小,接触不稳定,容易出现机械火花

 

更换方法

 

当碳刷出现以下几种情况时应进行更换:1、磨损严重(不足原长的1/3);2、损坏严重;3、碳刷与滑环接触面不足70%。
碳刷的更换方法
1、用手握住碳刷手柄逆时针旋转90度,向外抽出,取出刷握、碳刷和弹簧;
2、压住弹簧,将碳刷抽出,用螺丝刀松动刷辫固定螺栓,将旧碳刷取下;
3、将用00号砂纸打磨完毕的碳刷在刷握中,用螺丝刀紧固刷辫固定螺栓;
4、轻轻拉动刷辫,检查碳刷是否在刷握内活动自如,同时检查弹簧压力是否能够将碳刷弹回;
5、用手握住碳刷手柄,将刷握对准汇流环上的卡槽缓慢将刷握装复,然后用手向顺时针方向转动手柄90度;
6、检查碳刷与滑环接触是否良好

 

更换注意

 

1、更换碳刷工作需由两人进行,其中一人工作,一人监护,不可两人同时工作;
2、工作时站在绝缘垫上,工作人员戴绝缘手套,扣紧袖口,女员工发辫要盘好在安全帽内,工作中要特别小心,防止衣服被转动部分挂住;
3、工作中不得同时接触两极或同时接触一极与接地部分;
4、更换碳刷要逐一进行,不得同时更换两块碳刷;
5、更换的新碳刷牌号要与旧碳刷一致;
6、每极一次更换碳刷不得超过3块。[

 

 

 


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