在礦山、冶金、水泥廠等一些職業(yè)中繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的集電環(huán)及電刷用于接通起動電阻,并在微型電機(jī)起動后將轉(zhuǎn)子繞組短路。為削減集電環(huán)與電刷在全部運用期內(nèi)的磨損和發(fā)熱,集電環(huán)與電刷的挑選對繞線轉(zhuǎn)子微型電機(jī)至關(guān)重要。
1。集電環(huán)結(jié)構(gòu)集電環(huán)結(jié)構(gòu)按其運用性質(zhì)分為:全體塑料壓鑄式的集電環(huán)(適用于小型微型電機(jī));裝配式集電環(huán)(中型微型電機(jī));螺桿裝配式的集電環(huán)(中、低速大型微型電機(jī));熱套式集電環(huán)(適用在高速微型電機(jī))。
2。集電環(huán)原料挑選必須依據(jù)導(dǎo)電功能、與電刷滑動觸摸時,有必要具有的耐磨性和安穩(wěn)的滑動觸摸特性,以及機(jī)械強(qiáng)度的需求,滑環(huán)可用黃銅、青銅、低碳鋼或中碳鋼制成,高速微型電機(jī)的滑環(huán)用高強(qiáng)度合金鋼(如35SMin)制成。關(guān)于腐蝕性場所,能夠運用不銹鋼滑環(huán),但不銹鋼的滑動特性不安穩(wěn),與電刷組合不適合通常使電刷發(fā)生跳動,簡單形成電刷溫升過高或異常磨損,盡量不選用此原料。集電環(huán)上金屬環(huán)的直徑和寬度,與經(jīng)過電流的巨細(xì)、電刷數(shù)量、電刷尺度、散熱面積及電刷所能承受的圓周速度等要素有關(guān)。金屬環(huán)之間的距離應(yīng)依據(jù)繞組電壓所需絕緣距離及裝置刷握、電刷等零件所需空間決議。當(dāng)金屬環(huán)外表的圓周速度為3070m/s時,金屬環(huán)外表的氣膜將致使電刷浮動,使電刷與金屬環(huán)觸摸不良,電流散布不均而呈現(xiàn)火花、電蝕,加快金屬環(huán)的磨損和電刷發(fā)熱。在金屬環(huán)表加工出螺旋槽可防止此種狀況發(fā)作。當(dāng)集電環(huán)經(jīng)過的電流達(dá)1000A以上時,金屬環(huán)應(yīng)開通風(fēng)孔或加裝電扇,以加強(qiáng)金屬環(huán)的冷卻。
3。電刷原料挑選電刷品種較多,大體可分為碳質(zhì)電刷和金屬質(zhì)電刷兩大類。因金屬石墨電刷答應(yīng)較大的電流密度,故可滿意中低轉(zhuǎn)速微型電機(jī)的需求。關(guān)于高轉(zhuǎn)速的微型電機(jī)(例如2p微型電機(jī))則應(yīng)選用滑動特性和安穩(wěn)特性好的天然石墨電刷。
挑選電刷時,要歸納思考微型電機(jī)對電刷的技能需求和電刷的技能特性。電刷的技能特性包括觸摸特性和理化特性。影響電刷觸摸特性的要素主要有圓周速度、電流密度、施于電刷的單位壓力及周圍介質(zhì)狀況。電刷的觸摸特性主要有觸摸電壓降和沖突系數(shù)。
觸摸電壓降是電流經(jīng)過電刷、觸摸點薄膜、集電環(huán)的電壓降。每一種電刷的觸摸電壓降都有其極限值。金屬石墨電刷的觸摸電壓降比石墨電刷和電化石墨電刷的低。假如超越觸摸電壓降的極限值,滑動觸摸點的電損耗將過大,并致使過熱。對集電環(huán)來說,以選用觸摸電壓較低的電刷較為適合。
沖突是電刷正常運轉(zhuǎn)有必要思考的一個重要要素,它是發(fā)生熱量的緣由之一。集電環(huán)外表薄膜的構(gòu)成和功能,對沖突狀況的影響比較顯著,而它又受電刷和集電環(huán)的原料、觸摸面狀況和運轉(zhuǎn)條件的影響。沖突狀況通常用電刷的沖突系數(shù)衡量。當(dāng)電刷數(shù)量越多,沖突系數(shù)越大和圓周速度越高時,沖突損耗也就越大。從機(jī)械損耗方面來看,用于高速微型電機(jī)的電刷,需求沖突系數(shù)為最小。劇烈的沖突會使電刷在運轉(zhuǎn)過程中致使振蕩,宣布噪聲,并致使觸摸不安穩(wěn)。嚴(yán)峻時,可使電刷碎裂。電刷的理化特性主要有電阻率、硬度和灰分雜質(zhì)。依據(jù)電阻率的巨細(xì)可粗略地斷定電刷的適用范圍。電阻率高的電刷適用于換向艱難的微型電機(jī);中等電阻率的電刷適用于一般直流微型電機(jī);低電阻率的電刷適用于低壓微型電機(jī)。電刷的硬度和電阻率可歸納反映電刷質(zhì)量和運用功能的一般狀況。
電阻率偏高而硬度偏低,闡明電刷的密度低,易發(fā)生較大的磨損。電刷中含有少數(shù)極纖細(xì)的灰分,能進(jìn)步電刷的耐磨功能,但是,假如灰分雜質(zhì)中含有少數(shù)硬質(zhì)磨料顆粒,如碳化鐵、碳化硅(即金剛砂),會把集電環(huán)外表劃成溝槽,對微型電機(jī)損害極大。
4。實驗驗證依據(jù)集電環(huán)與電刷的特性,我公司先后經(jīng)過選用不一樣的電刷與集電環(huán)進(jìn)行匹配實驗,結(jié)果表明挑選0452B類型電刷與錫青銅或硅黃銅滑環(huán)相匹配較為適合。該電刷為金屬石墨電刷,由銅粉和石墨粉混合制成,其電阻率較低、線速度較高、容許的電流密度較大,具有良好滑動特性,耐磨性等優(yōu)點。要使所選的電刷與滑環(huán)到達(dá)最好匹配,對電刷要進(jìn)行全體研磨,使電刷弧面與集電環(huán)外表根本吻合,其觸摸面積應(yīng)到達(dá)80。2005年我公司為普陽鋼廠出產(chǎn)的YR560-41000kW微型電機(jī),用戶在試車時,微型電機(jī)運轉(zhuǎn)半小時,電刷和集電環(huán)溫度急劇升高,電刷刷辮變色不能運用。經(jīng)剖析所用電刷與規(guī)劃需求不符,滑環(huán)為錫青銅,應(yīng)配0452B類型電刷,但現(xiàn)場實習(xí)運轉(zhuǎn)中的電刷類型為HCTD247,純石墨電刷,不能滿意大電流的需求,更換成0452B類型電刷后,微型電機(jī)運轉(zhuǎn)一切正常。
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