碳刷知识一
2018-09-29 14:34:04
44
碳刷
碳刷是电动机或发电机或其他旋转机械的固定部分和转动部分之间传递能量或信号的装置，它一般是纯碳加凝固剂制成，外型一般是方块，卡在金属支架上，里面有弹簧把它紧压在转轴上，比如石油钻井完成后，需要进行检测，就要从井筒放仪器下去，就是通过碳刷将信号从旋转部分（外包钢丝的电缆滚筒）送到地面仪器的。碳刷的样子有点像擦铅笔的橡皮条那样，顶上有导线引出。体积有大有小。碳刷作为一种滑动接触件，在许多电气设备中得到广泛的应用。产品材质主要有电化石墨，浸脂石墨，金属（含铜，银）石墨。
碳刷功能
有刷电机里面顶在换向器表面，电机转动的时候，将电能通过换相器输送给线圈，由于其主要成分是碳，称为碳刷，它是易磨损的。应定期维护更换，并清理积碳。
碳刷分类
碳刷有树脂类，电化类，和有色金属类，它们因材料和工艺不同而使用在不同的电机上，碳刷的材料图片如下：
高阻天然石墨类
电化石墨类碳刷坯料
有色金属类碳刷坯料
良好标志
为保障电机的正常运行，碳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 碳刷的使用寿命长，并不磨损换向器或集电环
c 碳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 碳刷运行时，不过热，噪音小，装配可靠，不破损。
碳刷安装
1.碳刷装入刷握内要保证能够上下自由移动，碳刷与刷握内壁的间隙在0.1-0.3毫米之间，以避免碳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。
2.在同一台电机上，原则上应该使用同一种型号的碳刷，但对于个别换向特别困难的大中型电机，可采用双子碳刷，其滑入边采用润滑性能好，滑出边采用抑止火花能力强的碳刷，从而使碳刷的运行得到改善。
3. 施于同一台电机各碳刷的单位压力应力求均匀，以免电流分配不均，导致个别碳刷产生过热和火花。碳刷的单位压力应按“碳刷技术性能表”来选择，对于转速较高的电机或在振动条件下工作的电机，应适当提高单位压力，一保证正常工作。打个比方：牵引机电机的碳刷单位压力为0.4-0.6kgf/cm2。
碳刷检测
1、从直观来看，电刷应当倒角得体、规格适当、结构规范、导线的截面和长度符合要求，没有松动、脱落、破损、掉边、掉角、卡箍等现象。
2、从使用来看，电刷使用性能良好的标志主要有以下几种情况：
（1）使用寿命长并不磨损换向器或集电环。
（2）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。
（3）电刷运行时，不过热，噪音小，不破损。
（4）运行过程中，能够在换向器或集电环表面较快地形成一层均匀、适度和稳定的氧化薄膜。
3、通过仪器对电刷进行检测。从技术层面看，电刷应当符合国家部颁标准。通过仪器可对电刷按照《电刷技术性能表》所要求的性能进行检测。如电刷的电阻率、洛氏硬度、体积密度、电流密度、接触电压降、摩擦系数、50小时磨损、允许圆周速度、单位压力，甚至金属含量的大小等等。
4、在同一电机上，应选择使用同一型号、同一制造厂的电刷。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，以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。
5、对于个别换向特别困难的大中型电机，可选择采用分辫电刷。目的是以增加电刷内短路电流的方式来改善换向性能。对于单向旋转换向困难的电机，可选择采用组合电刷。即滑入边选择使用润滑性能好、成膜能力强的低电阻值石墨基电化石墨电刷，滑出边选择使用换向性能好的高电阻率的炭黑基电化石墨电刷。这样既易形成氧化膜，又对换向性能起到极大的改善作用。在滑出边也可采用碳纤维复合电刷，突出利用其灭弧能力强的特点，从而使电机的运行取得最佳效果
碳刷更换
1.碳刷磨损到一定程度要更换新的碳刷，碳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
2. 为了使碳刷与换向器接触良好，新碳刷应该进行磨弧度，磨弧度一般在电机上进行。砂纸应该尽量粘紧换向器。
注意事项
1. 碳刷的引出线套有绝缘管的，应装在绝缘碳刷架内；引出线是裸铜线的，应装在搭铁碳刷架内。
2. 碳刷装入碳刷架上时，应注意曲面方向，装反会接触面过小，发电弱或不发电。
3. 碳刷在碳刷架内应能自由起落，如有发卡现象，应磨去多余部分。
4. 碳刷弹簧应压在碳刷正中，防止受力不均发生偏磨。
5. 碳刷与整流子的接触面积，应不小于全部接触面的3/4，碳刷不得有油污
问题处理
1、 发电机碳刷温度高的原因：
（1） 冷却装置故障，使碳刷与滑环产生的热量不能及时散出温度高；
（2） 励磁系统过负荷使碳刷温度高；
（3） 碳刷与滑环接触面过小造成温度高；
（4） 滑环风孔堵塞造成温度高；
（5） 碳刷本身质量问题引起温度高。
2、 处理方法：
（1） 因冷却装置原因引起如励磁风机故障停运、吸风口外破或风道堵塞，可先采用外部冷却方式强制冷却后，尽快修理好风机或疏通风道，进行封堵时不能让风短路或漏风现象；
（2） 励磁系统过负荷时应立即联系调整励磁系统电流；
（3） 因碳刷与滑环接触面过小时，先将碳刷仔细调整和打磨，使接触面增大；
（4） 若因滑环风孔堵，先采用压缩空气进行吹扫或用外部其他冷却方式进行降温，待停机后再组织疏通；或采用四氯化碳清洗滑环；（5） 因碳刷质量原因引起因尽快将新碳刷换上，并严格把好质量关。
3、碳刷破损处理，针对引起原因分别进行处理：
（1） 碳刷温度高发生破损——立即查找温度高的原因并消除，将破损碳刷换下后，必须精心进行调整；
（2） 碳刷未打磨好发生破损——如打磨时碳刷弧度小，应重新打磨，使碳刷在刷握内活动自如，无振动现象；
（3） 因机组振动大，碳刷有卡涩现象导致碳刷破损，应尽快重新打磨和调整碳刷，使碳刷在刷握内活动自如，机组冲转达临近界转速时应尽快仔细检查碳刷情况，保证不能有跳动现象；
（4） 碳刷质量差发生的破损——应尽快进行更换，保证碳刷质量
更换事项
（1） 严禁两人同时工作；
（2） 工作时必须将衣服和袖口扣好，以免被转动部分绞伤；
（3） 工作时站在绝缘垫上；
（4） 严禁同时触摸两极或一极对地；
（5） 同一机组应使用同一型号碳刷；来源困难，可使用不同型号的碳刷（同一级仍然保证同一型号），但是必须事先征的领导同意；
（6） 在碳刷上部低于刷握或与刷握一样平时应立即更换