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    電機基礎 | 單相(xiàng)串激電動機常用碳刷的性能和結構是什麼?

    2022-04-22 17:14:10 996

    電刷在電動工(gōng)具中(zhōng)通常稱為碳刷,為單相(xiàng)串激電動機的一(yī)個(gè)部件(jiàn),它在單相(xiàng)串激電動機中(zhōng)除了連通電樞與外電路之外,還起電流換向的作用。通過電刷與換向器組成了單相(xiàng)串激電動機薄弱而重要的環節。電刷和換向器之間不(bù)但存在著(zhe)機械磨損和機械振動,而且在使用不(bù)當時會(huì)産生(shēng)嚴重火花(huā),這樣會(huì)大大降低(dī)換向器的壽命,還将影響電動機的正常運轉。因此,合理地(dì)(dì)選擇電刷材料、尺寸和彈簧壓力,對改善單相(xiàng)串激電動機的換向性能,延長(cháng)其使用壽命将起到十分重要的作用。

    電刷的選擇主要根據電刷的溫升,換向器圓周線速度而定。電刷的溫升與電刷的密度與換向器接觸壓降、機械損耗和電刷的導熱(rè)性有關。圓周線速度過高易使電刷和換向器發熱(rè),火花(huā)增大,加劇電刷和換向器的磨損。

    從使用來看(kàn),電刷使用性能良好的标志主要有以下(xià)幾種情況:

    1)使用壽命長(cháng)并且不(bù)磨損換向器,不(bù)使換向器出現劃痕、不(bù)平、燒灼、拉絲等

    2)具有良好的換向性能,使火花(huā)抑制(zhì)在允許的範圍內(nèi),并且能量損耗小;

    3)電刷運行時,不(bù)過熱(rè),噪音小,不(bù)破損,不(bù)變色,不(bù)燒灼;

    4)運行過程中(zhōng),能夠在換向器表面較快(kuài)地(dì)(dì)形成一(yī)層均勻、适度和穩定的氧化(huà)(huà)薄膜。


    1、電刷的性能

    (1)分類

      電刷一(yī)般按其胚料材質組成及工(gōng)藝處理方法不(bù)同進行分類

      1)碳-石墨電刷類

      天然石墨電刷:此類電刷接觸電壓降較高,整流性能好,集流性能低(dī)于電化(huà)(huà)石墨電刷,潤滑性能好,用于線速度較高的同步機滑環及交流繞線式電動機。

      樹(shù)脂粘結劑石墨電刷:此類電刷的特點是電阻大,接觸電壓降高,換向性能好,抗氧化(huà)(huà),抗磨性能均較理想,但電耗大,多用于交流整流子電動機。


      2)電化(huà)(huà)石墨電刷類

      石墨基電刷(軟質電刷):其特點是摩擦系數低(dī),潤滑性能好,集流性能、熱(rè)穩定性和抗氧化(huà)(huà)性能都(dōu)好;用于線速度較高的大型同步發電動機和瞬間沖擊負荷大的軋鋼電動機,及中(zhōng)小型直流電動機。

      焦炭基電刷(中(zhōng)硬質電刷):其特點是接觸電壓降較大,形成氧化(huà)(huà)膜能力較好,換向性能好,有一(yī)定的集流性能,用于沖擊負荷較大的軋鋼電動機等及電壓高于220V的一(yī)般直流電動機。

      碳墨基電刷(硬質電刷):此類電刷屬于電化(huà)(huà)石墨電刷類的高阻電刷。其特點是電刷接觸電阻大,換向性能好,用于換向困難的直流電動機,但結構疏松,摩擦系數大,此種電刷出廠(chǎng)前最好經過浸澤處理。


      3)金(jīn)屬石墨電刷類

      由金(jīn)屬和石墨組成,利用金(jīn)屬導電性好、石墨潤滑性好的特點,調整金(jīn)屬及石墨的含量來改變電刷性能。特點是接觸電壓降、電阻系數和電損耗小,這種電刷主要用于低(dī)壓大電流電動機、低(dī)壓交流繞線式電動機和汽車(chē)電動機。


    總之,天然石墨電刷和電化(huà)(huà)石墨電刷電阻系數和電刷壓降較大,比較耐磨,允許使用的線速度較高(可達50~70m/s).金(jīn)屬石墨電刷電阻系數和電刷壓降較小,耐磨性能較差,允許使用的線速度較低(dī),約15~35m/s.電動工(gōng)具用電刷的材料主要采用電化(huà)(huà)石墨。


    (2)性能  

       電刷技術性能主要項目包括有電阻系數、硬度,一(yī)對電刷上的接觸電壓降,摩擦系數,50h 磨損等。電阻系數是衡量導電性能的一(yī)個(gè)物理量。230V時電刷電阻系數可以選大些(xiē),120V電刷電阻系數則要選小些(xiē),相(xiàng)同功率的電動機120V電動機電流比230V大,如果選相(xiàng)同的電阻率的電刷,則120V電動機的電刷易發熱(rè),刷握溫度可能超差。 

    一(yī)對電刷的接觸電壓降就(jiù)是電流流入電刷經過換向器再流到電刷的電位差。當電刷與換向器互相(xiàng)接觸,并在外力作用下(xià)發生(shēng)運動時在接觸面産生(shēng)的切向阻力,稱為摩擦力。摩擦力與彈簧壓力的比值,即為電刷與換向器摩擦系數。

       50h 磨損值:在規定的實驗條件(jiàn)下(xià),電刷在而定電流密度及規定單位壓力下(xià),換向器線速度為15m/s時,電刷磨50h的磨損量。


    2.電刷的結構

    石墨電刷裝置按電刷在換向器或集電環上的安裝方向為:徑向式,後傾式和前傾式三種。如下(xià)圖(a)~(c)

            

    碳刷裝置的三種結構形式.jpg

     圖1  碳刷裝置的三種結構形式


    在常用的徑向結構中(zhōng),彈簧的加壓方式也(yě)有不(bù)同。如圖2所示,(a)為窩線盤簧,(b)為螺旋壓簧,(c)為拉簧,這三種彈簧加壓方式都(dōu)是使彈簧壓力直接作用在電刷上;(d)為杠杆壓闆式,其結構特點式彈簧壓力不(bù)直接壓到電刷上。


    徑向電刷彈簧加壓方式.jpg

     圖2  徑向電刷彈簧加壓方式


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