高压绕线电机滑环碳刷打火怎么处理 电机碳刷
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。
火花性质、等级
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火花 等级 |
火 花 性 质 |
决 定 机 组 能 否 运 行 |
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0 |
无 火 花 |
正 常 运 行 |
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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 |
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2 |
约有半数的碳刷发生细微火花 |
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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，在碳刷上有痕迹，此火花暂时过载起动变换方向时允许存在，申请停机处理 |
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4 |
全部碳刷都发生相当大的火花，不允许运行 |
不 允 许 运 行 |
碳刷火花原因及消除方法
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可 能 原 因 及 性 质 |
消 除 方 法 |
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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，直到磨好为止 |
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电刷压力不均，或不符合要求 |
检查电刷压力进行调整，电刷的压力调到不发生火花情况下的最低压力，一般为200-300克/cm2，特别要注意使电刷的压力均匀，其差别不应超过10% |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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，电刷在框内应有0.1-0.3毫米间隙 |
1. 电刷过热及跳火的原因分析
a) 集电环、电刷刷握结构型式及电刷压力结构不合理，电刷与刷握之间的间隙过大，造成发电机运行时电刷在刷握内晃动，影响接触的稳定。间隙过小，将影响电刷与刷握内的自由滑动，有时甚至出现"卡死"状态，电刷受力不合理还可能造成电刷与刷壁产生电流通路，而导致电刷附焊现象。
b) 电刷的材质和型号选择不合理，过硬或过软均会对集电环产生不良影响，而电刷的选型不当，会使电刷在运行中磨损异常。
c) 电刷压力调整不当，压力过大时使电刷与集电环之间的磨擦力增大，机械磨损加剧，产生比正常运行时较多的热量不易散发，压力过小时与集电环接触不良，易产生火花，严重时烧蚀集电环而产生麻点，亦将导致集电环过热。
d) 部分发电机集电环上电刷数目设计不合理，数量偏少，造成电刷单位截面上通过的电流增大，使电刷在运行中实际承受的电流密度超过其允许范围，使电刷和集电环过热跳火。
e) 发电机组安装不良，调整不当，使发电机中心水平不理想，造成运行时机组振动，从而使发电机转子轴向窜动超差，使电刷在集电环运动轨迹不是一个规则的圆，使电刷与集电环接触不理想，实际接触面积减少，从而使集电环、电刷温度升高。
不同型号的电刷混用，或误换了允许电流密度较小的电刷，而导致集电环、电刷严重发热。
f) 集电环上电刷刷盒内孔粗糙，集电环材质差，集电环有径向偏摆以及随圆度偏差超限等。
g) 电刷表面与集电环工作面之间有油污和杂物。 没有及时清扫集电环表面和刷握内的碳粉，使散热条件变差，集电环与电刷磨损过多，未能及时更换造成电刷压力不足，产生火花在集电环上打出麻点更加剧过热；更换电刷时，一次更换数量过多，新换电刷与集电环接触不良，从而使有效接触面积减小等。
h) 部分厂家配套的集电环上电刷架不牢固，电刷架的机械强度不够，使电刷在运行过程中振动加大，与集电环的有效接触面积减少。
2. 处理方法及预防措施
a) 选取合理的电刷结构和电刷压力机构，电刷与刷盒之间要配合良好，刷握盒内表面应当光滑平整无毛刺，刷盒内孔粗糙度Ra小于2μm，电刷在刷盒内能自由均匀滑动，无卡阻现象，一般要求电刷尺寸长宽均小于刷握内孔0.05~3mm，对于卡刷或附焊，可对电刷进行研磨，清理刷握内壁使之符合要求，另外应注意电刷的编织导线不能与机壳或其它电刷产生相碰。
b) 电刷的材质与型号，应根据发电机的运行条件来选择，对电刷型号和材质选择不合理的，要参照表1更换为合适型号的材质的电刷。选择时，可以按电刷的类别、型号、电阻率、硬度、接触电压降、磨擦系数、额定电流密度、最大圆周速度、应用范围等方面进行综合考虑和选择。电刷的技术特性及运行条件见表1。
c) 若电刷压紧弹黄的压力过大或过小，就必须作出适当的调整，对电刷刷握结构的要求是使电刷受到均匀稳定压力，各电刷之间的压力差不应超过其平均值+10%，电机在运行过程中随着电刷的磨损，刷握弹簧能自动调整或维持电刷压力基本不变。经常检查电刷的工作状态和活动情况是保证电刷正常工作的有效措施，可以确定电刷在刷握内运行是否自由，有无卡刷和附焊。
d) 对于电刷数量过少的，可校合每只电刷的单位载流量。检验计算电刷在运行中实际承受的电流密度是否超过其允许范围，与允许范围相比有没有一定的裕度，然后按需要在集电环上增加适当数量的电刷。操作时应注意正确安装电刷，保证各电刷之间的刷距应相等，电刷与集电环应该接触良好，正负电刷数量应相等。
e) 对于发电机转子轴向窜动，要从机组的中心水平状况寻找原因。 重新调整机组的中心和水平状况，使机组的中心、水平偏差在允许范围内。一般窜动间隙允许值约为轴径的2%。
f) 发电机集电环正负环，一般情况下应采用同一型号和同一尺寸的电刷，以使集电环上并联工作的电刷流过的电流基本相同，还应注意同一种电刷的质量保持均匀。
g) 对集电环上刷握内孔粗糙的进行修磨，对集电环质量不符合要求的应予以更换，对集电环有径向偏摆和椭圆超差的要进行处理。处理后集电环工作面偏摆应在0.01~0.03mm之间，有径向跳动不大于0.1%，不圆度小于0.06mm，用百分表测量集电环外径椭圆度，偏差在0.03~0.05mm之间。
h) 对于电刷与集电环表面有油圬和杂物的，要清除杂物用干净布蘸汽油擦净集电环表面并消除污染源。加强日常维护，平时要定期清除集电环及刷握上的碳粉，电刷磨损至原有高度的1/3时要及时更换，新换电刷要注意工作面的形状，其有效接触面积不小于电刷截面的75%。每次更换电刷的数目不宜过多，对更换的电刷要预先查清牌号、规格，不可混用，并要研磨好与集电环接触的工作面。对于集电环表面有毛刺，起麻点的，可先用油石细锉打磨，再用零号抛光砂布清除毛刺和麻点，对集电环被火花严重灼伤的，如深度超过1mm，损伤面积占总面积20%~30%以上时，可以对集电环采用精车的办法解决。精车后用零号砂布包在扁锉上研磨工作面，再用砂布背面紧贴集电环表面进行抛光，最后蘸有少许机油的旧砂布进行精抛光，使表面粗糙度Ra在1.6~0.8?m之间。
i) 对机械强度不够的电刷架进行更换，重新选择新的、合格的电刷架，注意电刷架的机械强度要满足发电机电刷的运行要求，从而减少电刷在运行中的振动
碳刷的维护
A、运行检查：加强定期与不定期的设备巡回检查工作，正常情况下,工作人员每天必须对发电机碳刷进行两次检查（上午一次，下午一次），用红外测温仪测量集电环和碳刷的温度，夏季高峰负荷期间以及无功和电压波动较大时应缩短温度测量间隔，更换的新碳刷做重点检查。有条件的单位应定期用红外热像仪测量集电环和碳刷的温度。并做好巡回检查设备运行工况记录。
B、检修更换：对新购进的碳刷进行验收。测定碳刷的固有电阻值，测量碳刷引线接触电阻，阻值要符合制造厂和国家标准。严格把握更换碳刷工艺，同一台机组使用的碳刷必须一致，不可掺插使用。在更换碳刷前，细心研磨碳刷使其面面光滑，电刷在刷握内应有0.2 －0.4毫米的间隙，在刷握内上下活动自如。刷握的下边缘和换向器工作表面之间的距离为2-3毫米，距离过小，会碰撞换向器表面，易受损、距离过大电刷跳动易产生火花。争取实现碳刷接触面大于碳刷截面的80％。勤更换，但多次更换碳刷不宜过多，一次更换碳刷的数量不得超过单极总数的10％，碳刷顶端低于刷握顶端3mm的碳刷应尽快更换，每次更换碳刷时必须使用同一型号的碳刷，但要注意节约和充分利用碳刷。更换后的碳刷必须用直流卡钳表测量碳刷分流情况，用红外测温仪进行温度测试，防止个别碳刷因过流而过热。对于滑环或整流子换向片凸起与凹陷等明显设备问题，要利用机组检修的机会进行紧固、车磨。加强检修质量和运行控制，避免由于检修质量不良或运行调整不当造成机组运行中，汽轮机油外泄，甩到集电环上，增大碳刷与集电环之间的接触电阻。刷架和刷握在机组大、小修时要慎重调整，回放和安装刷架时，角度和几何位置要保证在原状态，碳刷的滑入边和滑出边必须要与换向器平行。
C、日常维护：勤清扫、吹灰，保持碳刷及整流子滑环光面清洁，若遇大风天气，或过后必须及时清扫。勤调整弹簧压力，碳刷弹簧的压力要符合制造厂家的规定，使碳刷承受压力均匀。防止个别碳刷过热或产生火花、刷辫烧焦烧断现象的发生。碳刷运行中出现问题必须及时消缺，避免恶性循环，危及机组正常运行。同一台机组使用的碳刷必须一致，不可掺插使用。进行维护的工作人员，检查维护时要特别小心，发辫应放在帽内、扣紧袖口，不使衣服及擦拭材料被机器挂住。工作时站在绝缘垫上，不得同时接触两极或一极与接地部份，也不能两个人同时进行工作。在转动着的电机上调整、清扫碳刷及滑环时，须有实践经验的同志进行。
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，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。
电刷的火花产生的原因和排除的方法
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，或改换电刷型号。
b 云母突出－－－－－－－－－－－－－下刻云母或使用磨蚀性较大的电刷
c 换向器升高片连接处断开－－－－－－ 重新焊接
d 电刷位置不正确－－－－－－－－－－ 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 电刷粘附或滞留在刷握里－－－－－－－－检查电刷尺寸是否正确，清扫电刷和刷握除去任何毛刺
j 电刷磨合不佳－－－－－－－－－－－－－磨合电刷
k 电刷型号不适合电机
关于电刷的颤震原因 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 电刷在刷握内太松－－－－－－－－－－－如果刷握磨耗，需更换新的
f 电刷型号不合适
关于电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. 电刷和刷杆间的电阻不均等－－－－－－－清扫和紧固连接处
e. 电刷接触面有磨蚀粒子－－－－－－－－－重新磨合和清扫电刷表面
f. 电流分配不均匀－－－－－－－－－－－－调整电刷压力
g. 电刷型号混用－－－－－－－－－－－－－只可安装一种型号的电刷
碳刷一般由什么制成
制造碳刷所使用的原料分三类，一是金属粉末；二是炭和石墨粉末；三是粘结剂。由于电机的使用工况条件不同，所以电刷的种类繁多。不同牌号的碳刷，其技术性能上有较大的差异。所以需要在配方和工艺中进行调整。配方组成包括：1）选用不同的原料和所占比例；2）干粉的粒度组成；3）粘结剂的种类、性质和所占比例。制造电刷所使用的原料较多，它们具有不同的物质结构和性能，将这些不同性质的原料按一定比例配合混匀，则得到与单一原始原料性能完全不同的综合效果。干粉粒度组成，影响它的堆积密度，由于颗粒间的相互搭接的差异，产生不同程度的孔隙（气孔）。颗粒越细，表面积也越大，需粘结剂多。颗粒的长宽比不同，成型后电刷具有各向异性。煤沥青、煤焦油粘结剂的组成十分复杂，它的生产方法、技术指标以及加入量的多少，均直接影响产品的最终性能。到目前为止，还不能根据电刷性能要求，采用理论计算的方法，设计产品配方。一般是根据理论计算和实际试验相结合的方法确定。当生产工艺和原料质量改变时，原来的配方便不一定适用，此时应修改工艺与配方，才能达到原定的质量标准和使用要求。对于使用信誉较高的产品，应尽量维持配方和工艺的稳定。
1 具我所知，目前电机所用电刷大部分是碳刷，如银石墨、铜石墨、电化石墨等；也有直接用金属片作电刷的，比如说手机震动电机中的圆柱震动马达的刷片大多用金属材料，好像是铍镉铜。
2 碳刷型号、技术性能、及试验条件符合JB4003－85标准规定 型号电阻率μΩm洛氏硬度体积密度 短路换向器试验推荐工作条件基本值载荷Vg/cm3一般电刷的接触电压降。
碳刷的分类
制造碳刷所使用的原料分三类，一是金属粉末；二是炭和石墨粉末；三是粘结剂。由于电机的使用工况条件不同，所以电刷的种类繁多。不同牌号的电刷，其技术性能上有较大的差异。所以需要在配方和工艺中进行调整。配方组成包括：!）选用不同的原料和所占比例；"）干粉的粒度组成；#）粘结剂的种类、性质和所占比例。制造电刷所使用的原料较多，它们具有不同的物质结构和性能，将这些不同性质的原料按一定比例配合混匀，则得到与单一原始原料性能完全不同的综合效果。干粉粒度组成，影响它的堆积密度，由于颗粒间的相互搭接的差异，产生不同程度的孔隙（气孔）。颗粒越细，表面积也越大，需粘结剂多。颗粒的长宽比不同，成型后电刷具有各向异性。煤沥青、煤焦油粘结剂的组成十分复杂，它的生产方法、技术指标以及加入量的多少，均直接影响产品的最终性能。到目前为止，还不能根据电刷性能要求，采用理论计算的方法，设计产品配方。一般是根据理论计算和实际试验相结合的方法确定。当生产工艺和原料质量改变时，原来的配方便不一定适用，此时应修改工艺与配方，才能达到原定的质量标准和使用要求。对于使用信誉较高的产品，应尽量维持配方和工艺的稳定。
电刷使用注意事项
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，应综合考虑电刷的性能和电机对电刷的技术要求。电刷使用性能良好标志应为：
（1）在换向器或集电环表面能较快地形成一层均匀。适度和稳定的氧化薄膜。
（2）电刷的使用寿命长并不磨损换向器或集电环。
（3）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。
（4）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应在0.1-0.3毫米之间，以免电刷卡在刷握之中或因间隙过大产生摆动。刷握下边缘距整流子表面的距离应保持在2毫米左右。如距离过小，刷握易触伤换向器，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，滑出边采用抑制火花能力强的电刷。从而使电机的运行得到改善。
4、电刷磨损到一定程度则需要更换新电刷，电刷宜一次全部更新，如果新旧电刷混用，可能会出现电流分布不均匀现象。对于大型机组，停机更换电刷，势必影响生产，因此可以采用不停机，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（或集电环）接触良好，新电刷应进行磨弧度，磨弧度一般在电机上进行。在电刷与换向器（或集电环）之间放置一件细玻璃砂纸，在正常的弹簧压力下，沿电枢旋转方向研磨电刷，砂纸应尽量贴紧换向器（或集电环），直至电刷弧面吻合，然后，提起电刷，取下砂纸，用压缩空气吹净研磨粉尘，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%以的负荷运转数小时，使电刷与换向器（或集电环）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、施于同一台电机各个电刷的单位压力应力求均匀，以免电流分配不匀，导致个别电刷产生过热或火花。电刷的单位压力应按“电刷技术性能表”中的“工作条件”栏所推荐的压力选择。对于转速较高的电机或在振动条件下工作的电机，应适当提高其单位压力，以保证电刷的正常工作。例如：牵引电机电刷的单位压力为0.4-0.6kgf/cm2。通常，电刷单位压力过高，使电刷的磨损加剧，单位压力过小，接触不稳定，容易出现机械性火花。
谈谈对电刷与碳刷的认识
一般来说电刷与碳刷是一样的，但是咬文嚼字的话还是不一样。电刷的范围比碳刷要广。
碳刷只能是由碳粒组成或含有碳的成份。而电刷就不一样了，电刷可能根本不含有碳的成分。比如小型的剃须刀就有用两片铜片当电刷的。而大部分电刷是由碳或含有碳的成分。
国家正规文件的叫法也是叫电刷，而不是叫碳刷。叫碳刷比较多的行业是电动工具行业。电动工具用电刷基本上都是碳刷。因为电动工具的功率都比较小，所以都是选碳刷。
我国行业推荐标准《JB/T4003-2001电机用电刷》中把电刷分为四大类：1.石墨电刷；2.电化石墨电刷；3.树脂粘合石墨电刷；4.金属石墨电刷。
现在我们先弄清什么是电刷？它的作用是什么？电刷是用于换向器或滑环上，作为导入导出电流的滑动接触体。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。几乎所有的直流电机以及换向式电机都使用电刷，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。人们为了使用和管理上的方便，对众多的电刷进行了分类。目前国内外流行的主要分类方法有：
1，按材质的软硬可分为软质电刷，中硬质电刷和硬质电刷。
2，按电刷的使用对象可分为汽轮发电机用电刷，轧钢电机用电刷，牵引电机用电刷，汽车拖拉机用电刷，电动工具用电刷，飞机电机用电等。
3，按 电刷的颜色分为黑色电刷(用纯碳石墨材料制成)和有 色电刷(用铜等金属材料和石墨制成 ) 。
下面说一下电刷的选用：
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）使用寿命长并且不磨损换向器或集电环，不使换向器出现划痕、不平、烧蚀、拉丝等。
（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，刷辫不变色，不烧蚀。
（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。现在我唯一弄不清的就是这儿。不知这些参数都是怎么测得的。有会的专家给指点一下。并且这些参数是否为一般电机的测量数据，而对于电动工具电机电刷来说，又是怎么测呢？
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。
现在说说小功率电机电刷在设计时的选用：
电刷的选择对电动机换向时抑制火花有重要的作用，应按功率、电压、负载特性及换向器圆周速度等条件选用。一般常用电化石墨电刷，因其电阻系数和接触电压较高，对抑制火花有利。但对于低压电动机而言，过大的接触电压使它在总电压降落中所占比例太大，因此采用金属石墨电刷。
1．电刷的宽度。
电刷所覆盖的换向片数至少应保证能与m重绕组的支路相联，即电刷宽度bb应满足下式：
bb＞mt 0 m----绕组的重数。
2．电刷的长度
电刷的电流密度可查相应的电刷规范。电刷长度lb.
Lb=2I/pbbJb
式中Jb----电刷电流密度，一般取12A/cm2.
如果电流很大，且lb. ＞＞bb，则应增加刷杆上的电刷并联数，使每只电刷的面积不致太大，使接触更为可靠。
3．电刷与刷架的配合。
电刷装入刷架后，应以电刷能够上下自由移动为宜，只有这样，才能确保电刷在弹簧的压力下随着不断的磨损，而与整流子或集电环持续保持紧密接触。因此，电刷的四个侧面与刷架内壁之间必须留有一定的间隙。实践证明，这个间隙一般在0.1~0.3毫米之间。既不宜过大，也不宜过小。间隙过小，可能造成电刷卡在刷架中，弹簧无法压紧电刷，电机工作失去意义；间隙过大，电刷则会在架内产生摆动，不仅出现噪音，更重要的是出现火花，对整流子或集电环产生破坏性影响。
4．刷架的下端边缘距整流子或集电环表面的距离应保持在2~4毫米范围内。其距离过小，刷架易擦损整流子或集电环；过大，电刷易颠动而造成损坏。
微碳刷的相关技术文件
碳石墨制品具有良好的导电和导热性能，且具有在电弧作用下的不熔性，良好的自润滑性能，耐高温且热膨胀系数不等特点，这对某些电工产品是难能可贵的。因此，目前已广泛采用碳石墨材料制造某些在特殊条件下的导电材料。
碳刷用于电机的换向器或集电环上，作为导出或导入电流的滑动接触体。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极的碳刷来满足这些要求，故碳刷的种类也随着电机工业的发展而越来越多。如金属石墨碳刷是以金属粉末和石墨粉为原料经混合，压制，烧结而成。碳刷坯料一般系模压成型，在模压成型时，石墨粉料因受到压力的作用而成层状排列，因而形成明显的各向异性。以天然石墨为基体的碳刷尤为明显，垂直于压力面方向的电阻率大于平行于压力面方向的电阻率。例如，D104碳刷的电阻率为5.7.其他如热膨胀系数，硬度和强度等性能，也具有各向异性。随着基体中石墨粉含量的增加，其各向异性程度也越明显。为了有效利用坯料各向异性的特点，更好地满足电机运行的需要，在将坯料切割成碳刷刷体时，应注意毛坯的压力面和非压力面方向。一般希望碳刷跨盖换向片方向（沿换向器旋转的方向）的电阻要大，这样有利于限制换向片之间的短路电流，以便于改善碳刷的换向性能。所以，切割碳刷毛坯时，要按有效原则进行。无论是用于换向器还是用于集电环的碳刷，其高度r都不能取自毛坯的厚度c,用在换向器上的碳刷，其厚度t必须是用毛坯的厚度c加工的，用于集电环上的碳刷，其t与a可以互换。
为了满足各种电机不同特点的需要，电机上采用了几种不同形式的刷握。主要有直刷握，单斜刷握和双斜刷握。直刷握通常用于中型可逆转或单向旋转的电机，有时也用于低速大型电机。单斜刷握一般用于单向旋转的直流电机。双斜刷握一般用于大型电机和换向困难的电机，根据其倾斜角度的不同，可用于可逆转或单向旋转的电机。为了与刷握相适应，各碳刷制造厂家生产了多达七，八十种外观形状不同的碳刷。按其大类分为1）径向式碳刷，又称为辐射式碳刷，平顶辐射式碳刷与径向式刷握配合使用，适用于单向运转的电机，但要求刷握必须精确加工，刷体本身不宜过长，与刷握的配合间隙也必须适中。这样可避免由于碳刷工作时的摩擦力将碳刷推向刷握壁，使碳刷产生卡塞现象；又可防止在变换运转方向的过程中，引起碳刷跷起，与换向器面的接触减少，造成电流密度增大，以致产生过热，火花现象。径向式碳刷适用于单向运转的电机，由于碳刷与刷握前壁紧靠，可保证碳刷在换向器面上稳定运行。2）前倾式及后倾式碳刷：这类碳刷安置在刷握中，碳刷对换向器倾斜一定的角度。在平顶的碳刷也可采用刷顶倾斜的形式。3）扩铆；4）模压法；5）焊接法：在刷体上按规定位置钻好焊接孔，并在其上部或焊接孔内镀铜，将导线穿入刷体焊接孔内，用焊锡焊牢。
耐磨碳和石墨制品经常作为结构材料大量使用于机械工业及化工生产中，已经成为碳和石墨制品工业的一个重要分支，不论在国内或国外，耐磨碳和石墨制品的品种和数量都在迅速发展中。
与很多金属或非金属材料相比较，碳和石墨材料的热稳定性很高，具有较高的导热系数，热膨胀系数又比较低，特别是碳和石墨材料对大多数酸碱及盐类溶液都不起
化学反应。石墨材料还有自润滑性能，在没有润滑剂的条件下与许多金属部件磨擦时，石墨部件的磨擦系数只有0.04-0.05，也就是说，其磨擦系数较低。
由于大多数润滑油在较高的温度下会分解甚至着火，所以很多在高速，高压及高温下运转的设备往往不能用普通的润滑油来改善运动部件的耐磨性能。因此，目前在
某些机械设备中采用由碳和石墨材料加工的轴承，活塞，活塞环及密封圈等。这些由碳和石墨材料制成的零件可以在-200摄氏度到+200摄氏度温度范围内的腐蚀性介质中，并且在很高的运动速度下(如100米/秒)不用润滑油而正常运转。当然，碳和石墨材料也有自己的缺点，如质脆和不抗冲击等，因而其实际用途也受到一定的限制。
如何更换和调整发电机碳刷
目的：如何更换和调整发电机碳刷？
过程：电机碳刷更换与调整
内容：
碳刷属于消耗配件，在使用及维护过程中，必须严格遵守使用及更换规则，才可确保生产安全及使用
一、 更换和调整发电机碳刷应注意的事项： （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。
二、选购碳刷注意事项：（1）刷体须打磨至碳刷在刷握内能上下自如（一般经验碳刷在刷握内与四周 间隙均在0.2mm即可）：如打磨过多，碳刷在刷握内晃动，易破损， 还可造成接触面过小而发热，打磨过少时又容易造成碳刷膨胀后卡 涩；（2） 打磨碳刷底部弧形与中压自动主汽门圆柱弧形差不多，（3）打磨好的碳刷放入相应的刷极握内用手顶紧，检验接触面是否合适——直至接触面大于70%即认为合格。
三、 如何更换碳刷？ （1）先取下需更换碳刷的弹簧夹，，然后将碳刷从刷握中取出放在手中，再用工具将接头螺栓拧松后取下；（2）将打磨好的碳刷放在刷握内活动自如，且接触面大于70%时，取回手中将其软线与碳刷铝排上紧后，才能将碳刷放入刷握中，再上紧簧夹，以免更换碳刷时造成冒火；
四、 碳刷冒火时的调整碳刷冒火的原因——主要有两种：一是因流过碳刷的电流过大引起，二是因碳刷卡涩间断与滑环接触引起，所以针对不同原因进行调整：（1） 因电流过大引起冒火处理——先视情况：若有温度低、不冒火、不卡涩的碳刷，在其间换上新的弹簧夹，增大压力，强迫冒火碳刷的电流转移，这样冒火现象基本消失；若有温度低、不冒火但有卡涩的碳刷，则先逐个取下打磨至其在刷握内能活动自如，碳刷冒火也基本消失；（2） 碳刷卡涩、间断与滑环接触面冒火的处理：先检查其他碳刷接带负荷正常（主要用手触摸软线温度正常即可），取下卡涩碳刷进行打磨至在刷握内活动自如，又不要在刷握中晃动过大，或碳刷重新换方向放入刷握内，这样冒火也基本能消除。
五、 发电机碳刷温度高和破损的处理 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。
六、 对于碳刷跳动时的处理——针对不同原因分别进行不同处理 （1）因碳刷有破裂细块掉在刷握中——立即将破损的细碳刷块清除，若破损严重，及时更换碳刷； （2） 弹簧压力不够——应更换新的弹簧夹； （3） 刷握变形——将碳刷上下方向调换，若还有跳动现象应更换刷握。
如何维护电机碳刷？
过程：电机碳刷维护工作
内容：
发电机碳刷更换维护工作应按规程规定时间进行，当运行中发现碳刷磨损到极限线时也应及时更换。为了保证碳刷更换维护工作的正确性，特做如下要求：
一、 当碳刷磨损到极限线时（根据碳刷结构定论，通用距离约短边为15mm时）应予更换。
二 、发电机碳刷更换维护前应准备以下工器具：绝缘手套、螺丝刀、专用扳手、酒精、砂纸、毛刷、白布、手电。
三 、更换时应由有经验的值班人员担任；装取发电机刷架及更换发电机碳刷时必须严格执行操作监护制度，操作人为副值班 员以上岗位运行人员，监护人为值班员或值班员以上岗位运行人员。
四、 工作时站在绝缘垫上，工作人员应特别小心，扣紧袖口，发辫要放在帽内，防止衣服及擦拭材料被转动部分挂住。
五 、不得同时接触两极或一极与接地部分，也不能两人同时进行工作。
六、 更换碳刷时，要使其型号与旧碳刷相一致。
七 、更换碳刷应逐一进行，严禁两块及以上碳刷同时更换，换完一块，才可换另一块。
八、 在更换时，首先用专用扳手松动刷辫紧固螺丝，松动紧固螺丝时不宜松动过度，防止螺丝脱落；取下碳刷刷辫；再将碳刷和均压弹簧同时取下。装碳刷时，先将碳刷放入刷握；压好均压弹簧；再用专用扳手紧固刷辫紧固螺丝，紧固螺丝时不宜用力过大，防止将螺丝损坏；检查碳刷在刷握内活动自如，弹簧应压在碳刷中心位置，压力正常，检查发电机碳刷运行正常。
九、 装、取均压弹簧时，动作应缓慢，要用力捏住均压弹簧严防其滑落。
十、 更换下部碳刷时特别注意防止碳刷脱落。
十一 、发现发电机大轴碳刷短或发电机转子正负极对地电压偏差大时（8V），应及时对发电机大轴碳刷进行维护或更换，维护或更换后，应检查发电机大轴碳刷运行情况和发电机转子正负极对地电压情况。
碳刷使用过程中的日常维护
碳刷在运行过程中，应进行及时的维护。常会维护不好而造成事故，甚至停机停产。反之，加强对集电装置部分的维护，能及早发现问题和解决问题，可以免除很多事故的发生。带有换向器的电机，由于碳刷不但起传导电流的作用，而且还起换向作用，因而其监护工作量要大得多。经常和仔细观察换向火花的状态和特征是非常重要的。直流电机换向火花的大小和状态，是影响换向诸因素综合作用的反映，是电机运行情况好坏的主要标志。因而仔细观察火花的产生及其变化规律，是分析火花产生的原因和采取措施来消除火花的根据。
电机运行时所产生火花的形态，通常分为点状火花(很微弱且不连续)；粒状火花(较点状火花大，亮度也较点状火花强)；火球状火花(在碳刷滑出边上停留或浮动的红色或白色的明亮球状火花)；火舌状火花(在碳刷滑出时，火花拖长，有短火苗，一般为红色)；爆鸣状火花(火花明亮，有较大的放电声响)；飞溅状火花(火舌拖出较长，有火星飞越现象)；环火状火花(碳刷滑出边火花拖长并附在换向器表面形成环火，严重时形成正负刷架间的弧光短路)。
碳刷运行中常见故障及处理方法
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，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。
电刷的火花产生的原因和排除的方法
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，或改换电刷型号。
b 云母突出－－－－－－－－－－－－－下刻云母或使用磨蚀性较大的电刷
c 换向器升高片连接处断开－－－－－－ 重新焊接
d 电刷位置不正确－－－－－－－－－－ 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 电刷粘附或滞留在刷握里－－－－－－－－检查电刷尺寸是否正确，清扫电刷和刷握除去任何毛刺
j 电刷磨合不佳－－－－－－－－－－－－－磨合电刷
k 电刷型号不适合电机
关于电刷的颤震
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 电刷在刷握内太松－－－－－－－－－－－如果刷握磨耗，需更换新的
f 电刷型号不合适
关于电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. 电刷和刷杆间的电阻不均等－－－－－－－清扫和紧固连接处
e. 电刷接触面有磨蚀粒子－－－－－－－－－重新磨合和清扫电刷表面
f. 电流分配不均匀－－－－－－－－－－－－调整电刷压力
g. 电刷型号混用－－－－－－－－－－－－－只可安装一种型号的电刷
电刷的工艺，
现在国内的电刷牌号按照成分来分，一般分为3种
1 金属石墨类
该类电刷的主要材料是电解铜和石墨。根据使用需要有时也采用银粉（精密仪器上用的，非常贵）、铝粉等其他金属，这些电刷里面又有含黏结剂和不含黏结剂之分。这类电刷既有石墨的摩擦特性又有金属的高导电性，因此，适用于高负荷和换向要求不高的低电压电机。其圆周速度不超过30米/秒。
2 天然石墨类
天然石墨是该类电刷的主要原材料黏结剂采用沥青或树脂，经过烘焙或1000度烧结而成。这类电机有良好的润滑性能和集流性能。多数用于运行平稳的中小型直流电机和高速汽轮发电机集电环。
3 电化石墨类
主要成分是碳黑、焦碳和石墨等各种碳素粉末材料组成，经2500度高温处理，使转化为微晶型人造石墨。这类电刷具有优异的换向性和自润滑性能，广泛用于各类交直流电机不但寿命长，而且对换向器的磨损小。
关于电刷型号的选择，对整个电机的运行稳定起很关键的作用
固定式直流电机
平云母：
工业规格——————————————D308\D374L\D214
分马力———————————————D308\D374L\D214
下刻云母：
无附加极——————————————D214\D308\D374b
有附加极：
小型——10千瓦以下———————－－D104\D214\D172
中型——小于500千瓦：
速度低于18米/秒———————－－－D172\D214
速度大于18米/秒———————－－－D172\D374n
大型——大于500千瓦
速度低于18米/秒———————－－－D214\D374b
速度低于18米/秒—————－－－——D374b\D374n\D376n
特殊工作条件
长期低负荷运行———————————D172nm\D214
负荷波动严重————————————D374b\D376n
轧钢电动机—————————————D374b\D214
轧钢发电机—————————————D374n\D376n
电化学生产—————————————D308\D214
高速励磁机—————————————D312\D374b\D374n\D376n
旋转放大器和正交磁场电机——————D308\D252
旋转和电动变流机——————————D372\D214\D374n
电镀发电机—————————————J204\J201
电焊发电机—————————————D104\D214\J204\S6m\S3
励磁机———————————————J204\J201\D104\D172
刷架的技术文件
刷架的作用是通过弹簧将压力加在与换向器或集电环表面滑动接触的碳刷上，使其在固定体与旋转体之间稳定地传导电流。对电机来说，刷架和碳刷都是非常重要的部件。不管碳刷的特性多么好，刷架不合适时，碳刷不仅不能充分发挥它的优良特性，而且会给电机本身的性能和寿命带来很大的影响。
刷架的结构如图所示，它由保持碳刷在规定位置上的刷盒部分，用适当压力压住碳刷以防止碳刷振动的加压部分，连接刷盒和加压部分的框架部分以及将刷架固定到电机上的固定部分组成。对刷架的性能有如下要求：保持碳刷稳定、检查或更换碳刷时，易于在刷盒内装卸碳刷、能调整碳刷在刷盒下的露出 部分(刷盒下端边缘与换向器或集电环表面的间隙)以防止磨坏换向器或集电环、碳刷压力的变化、加压方向和加压位置等对碳刷磨损的影响要小，且结构牢固。刷架主要采用青铜铸件，铝铸件及其它合成材料。要求刷架本身材料具有良好的机械强度，加工性能，耐蚀性能，散热性能和导电性能等。
电机碳刷
电动机的碳刷和发电机的碳刷又统称电机碳刷或电机电刷，电机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。在电机中的作用就是改变电流方向分直流电机和交流电机，直流电机是来改变转子的导电线圈，从而改变转子磁极。从而改变电机的运动。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。
电机碳刷在电机中的作用：
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.改变电流方向(在整流子电机中，电刷还起着换向作用)
电动机的碳刷和发电机的碳刷又统称电机碳刷或电机电刷，电机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。在电机中的作用就是改变电流方向分直流电机和交流电机，直流电机是来改变转子的导电线圈，从而改变转子磁极。从而改变电机的运动。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。
电机碳刷在电机中的作用：
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.改变电流方向(在整流子电机中，电刷还起着换向作用)
4.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
换向器由电刷和换向环组成，碳刷就是电刷的一种。由于转子的转动，电刷始终与换向环进行摩擦，且在换向的瞬间还会产生电火花灼蚀，所以电刷是直流电机里的易损件。 为了提高直流电机的使用寿命、运转稳定性以及降低直流电机的噪声和电磁干扰，无刷直流电机有逐步取代有刷电机的趋势。 一般交流电机不用恒磁场，所以用不着换向器，也就无须电刷；但交流电机的体积一般都比较大。家用电器使用的电机一般都是交流电机，如电扇、洗衣机、冰箱、空调等都没有碳刷，但也有使用直流电机的，如许多的电动剃须刀、厨房小电器、电动自行车等都有碳刷，就是直流电动机（不包括无刷的）都有。使用干电池的电机都是直流电机。
按电机碳刷的使用对象可分为汽轮发电机用电刷，轧钢电机有用电刷，牵引电机用电刷，交流电机用电刷，飞机电机用电刷。
电机电刷处火花大是什么原因
有两种可能一是电刷接触不好安装不正确.二是转子短路.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。
电刷的火花产生的原因和排除的方法
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，或改换电刷型号。
b 云母突出－－－－－－－－－－－－－下刻云母或使用磨蚀性较大的电刷
c 换向器升高片连接处断开－－－－－－ 重新焊接
d 电刷位置不正确－－－－－－－－－－ 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 电刷粘附或滞留在刷握里－－－－－－－－检查电刷尺寸是否正确，清扫电刷和刷握除去任何毛刺
j 电刷磨合不佳－－－－－－－－－－－－－磨合电刷
k 电刷型号不适合电机
谈谈对电刷与碳刷的认识
一般来说电刷与碳刷是一样的，但是咬文嚼字的话还是不一样。电刷的范围比碳刷要广。
碳刷只能是由碳粒组成或含有碳的成份。而电刷就不一样了，电刷可能根本不含有碳的成分。比如小型的剃须刀就有用两片铜片当电刷的。而大部分电刷是由碳或含有碳的成分。
国家正规文件的叫法也是叫电刷，而不是叫碳刷。叫碳刷比较多的行业是电动工具行业。电动工具用电刷基本上都是碳刷。因为电动工具的功率都比较小，所以都是选碳刷。
我国行业推荐标准《JB/T4003-2001电机用电刷》中把电刷分为四大类：1.石墨电刷；2.电化石墨电刷；3.树脂粘合石墨电刷；4.金属石墨电刷。
现在我们先弄清什么是电刷？它的作用是什么？电刷是用于换向器或滑环上，作为导入导出电流的滑动接触体。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。几乎所有的直流电机以及换向式电机都使用电刷，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。人们为了使用和管理上的方便，对众多的电刷进行了分类。目前国内外流行的主要分类方法有：
1，按材质的软硬可分为软质电刷，中硬质电刷和硬质电刷。
2，按电刷的使用对象可分为汽轮发电机用电刷，轧钢电机用电刷，牵引电机用电刷，汽车拖拉机用电刷，电动工具用电刷，飞机电机用电等。
3，按 电刷的颜色分为黑色电刷(用纯碳石墨材料制成)和有 色电刷(用铜等金属材料和石墨制成 ) 。
下面说一下电刷的选用：
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）使用寿命长并且不磨损换向器或集电环，不使换向器出现划痕、不平、烧蚀、拉丝等。
（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，刷辫不变色，不烧蚀。
（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。现在我唯一弄不清的就是这儿。不知这些参数都是怎么测得的。有会的专家给指点一下。并且这些参数是否为一般电机的测量数据，而对于电动工具电机电刷来说，又是怎么测呢？
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。
现在说说小功率电机电刷在设计时的选用：
电刷的选择对电动机换向时抑制火花有重要的作用，应按功率、电压、负载特性及换向器圆周速度等条件选用。一般常用电化石墨电刷，因其电阻系数和接触电压较高，对抑制火花有利。但对于低压电动机而言，过大的接触电压使它在总电压降落中所占比例太大，因此采用金属石墨电刷。
1．电刷的宽度。
电刷所覆盖的换向片数至少应保证能与m重绕组的支路相联，即电刷宽度bb应满足下式：
bb＞mt 0 m----绕组的重数。
2．电刷的长度
电刷的电流密度可查相应的电刷规范。电刷长度lb.
Lb=2I/pbbJb
式中Jb----电刷电流密度，一般取12A/cm2.
如果电流很大，且lb. ＞＞bb，则应增加刷杆上的电刷并联数，使每只电刷的面积不致太大，使接触更为可靠。
3．电刷与刷架的配合。
电刷装入刷架后，应以电刷能够上下自由移动为宜，只有这样，才能确保电刷在弹簧的压力下随着不断的磨损，而与整流子或集电环持续保持紧密接触。因此，电刷的四个侧面与刷架内壁之间必须留有一定的间隙。实践证明，这个间隙一般在0.1~0.3毫米之间。既不宜过大，也不宜过小。间隙过小，可能造成电刷卡在刷架中，弹簧无法压紧电刷，电机工作失去意义；间隙过大，电刷则会在架内产生摆动，不仅出现噪音，更重要的是出现火花，对整流子或集电环产生破坏性影响。
4．刷架的下端边缘距整流子或集电环表面的距离应保持在2~4毫米范围内。其距离过小，刷架易擦损整流子或集电环；过大，电刷易颠动而造成损坏。
烧结金属石墨电刷
烧结金属石墨电刷sintered metal graphite brush以相互不溶解的石墨和金属为组合材料，用粉 末冶金方法制成的电机中传导电流用的电刷。出现于 1900年前后。其性能优于普通石墨电刷，应用广泛。 种类和组成常用的烧结金属石墨电刷有铜一石墨 电刷和银一石墨电刷。铜和银具有很好的导电性和导热 性，石墨有较好的导电性和良好的减摩性。根据不同的 性能要求，材料基本组分的含量可在较大的范围内变 化。铜或银的含量越高，材料的电阻率越低，允许的电 流密度越大。为改善某些性能，也可少量添加一种或数 种其他金属或化合物。加入锡、铅、锌，可在烧结时产 生液相，促进致密化。加入铁、镣、铬，可强化铜基 体，使材料具有适宜的磨削性。加入银、锡、铅、锌、 铝，可进一步提高耐弧性和韧性，降低摩擦系数。加钻 可减少铜的氧化，降低电刷的磨损量，稳定电机转速。 加入氧化物、碳化物、硫化物等，可减少材料的氧化和 磨损，保证接触电阻小，从而减少火花。纯金属一石墨 电刷的导电率高于添加多种组元的电刷。 制造工艺将金属粉末、石墨粉和粘结剂直接混 合，或将石墨粉与粘结剂拌合均匀后磨碎，再与金属粉 末混合制成混合料。将混合料在100一200 MPa的压力 下压制成型，或先压成坯料轧碎后再压制成型。压坯在 氮一氢或分解氨等气氛中于500一1000℃下进行烧结。 成型和烧结工艺条件随金属含量而变化。烧结件经适当 机加工后，可在真空下浸渍油或其他有机液体，以改善 其摩擦性能。 性能和应用烧结金属石墨电刷的摩擦系数为 0.15一0.70，电阻率低，为0.003一1.2X10一7昆·m， 导电性好，载流量大，允许电流密度为90000一250000 A/mZ，适用于大电流交流电机，低电压高电流密度的 电解、电镀用直流发电机，低压小型牵引电机，汽车和 拖拉机的起动电机等。这种电刷一般使用于36V以下 的低电压范围，个别可用于76V的电压。便携式电池 以及汽车中的各种电机几乎都采用这种电刷。 最常用的烧结金属石墨电刷是铜一石墨材料。而银 一石墨材料一般用于要求电刷能长时间均匀且稳定地 工作的高性能低电压电源中，如转数表传感器或外科 手术锯电机，以及计算机辅助设备、航空设备和伺服电 机等。 新研制成功的以铜、银及某些其他金属为基体，用 难熔金属的硫化物或硒化物取代石墨的新型电刷材料， 其强度高于普通的烧结金属石墨电刷，并且耐磨性高， 摩擦系数低，导电性亦好，适用于高真空宇航设备。
电机碳刷理化指标
|
类别Grade |
型号
|
电阻 系数
|
洛氏硬度短路换向器实验 |
工作条件 |
主要用途 |
|||||
|
硬度 |
一对电 刷接触 电压降 |
摩擦 系数 |
50小 时磨 损值 |
额定 电流 密度 |
允许 圆周 速度 |
使用时 单位压 力 |
||||
|
天然石墨类 |
S3 |
8-20 |
50-107 （60） |
1.5-2.3 |
0.25 |
<0.20 |
11 |
25 |
19.6-24.5 |
电压80~120伏 直流电机 |
|
S6M |
15-25 |
86-105 (20) |
1.2-2.2 |
0.25 |
<0.15 |
12 |
70 |
14.7-19.6 |
高速汽轮机器集电环 |
|
|
S27 |
16.8-25.2 |
-- |
<2.5 |
0.27 |
<1.5 |
10 |
70 |
14.7-19.6 |
非常通用于大型汽轮 发电机集电环 |
|
|
电 化 石 墨 类 |
D104 |
6-16 |
71-110 (20) |
2.0-3.0 |
0.20 |
<0.25 |
12 |
40 |
14.7-19.6 |
直流电焊机和电压80~ 120伏的直流电机 |
|
D172 |
10-16 |
96-112 (20) |
2.4-3.4 |
0.25 |
<0.20 |
12 |
70 |
14.7-19.6 |
高速汽轮发电机集电 环和中小型直流电机 |
|
|
D213 |
22-40 |
50-114 (60) |
2.5-3.5 |
0.25 |
<0.15 |
10 |
40 |
19.6-39.2 |
汽车发电机和有机械 电动的牵引电动机 |
|
|
D214 |
22-36 |
50-90 (100) |
2.0-3.0 |
0.25 |
<0.15 |
10 |
40 |
19.6-39.2 |
汽轮发电机的物品和 带有冲击负荷的直流 机械 |
|
|
D252 |
12-22 |
64-97 (100) |
2.0-3.2 |
0.23 |
<0.15 |
12 |
45 |
19.6-24.5 |
电压在120~440伏的直 流电机汽车发电机和 牵引电动机 |
|
|
D308 |
31-50 |
68-99 (100) |
1.9-2.9 |
0.25 |
<0.15 |
10 |
40 |
19.6-39.2 |
动率大和角速度高的 小型直流电机 |
|
|
D374L |
40-70 |
95-115 (100) |
2.0-3.5 |
0.20 |
<0.12 |
12 |
50 |
19.6-39.2 |
小型高速串激电动机 |
|
|
D374B |
45-70 |
62-100 (100) |
2.3-3.5 |
0.25 |
<0.25 |
12 |
50 |
19.6-39.2 |
牵引电动机和主发电 动机，汽轮发电机的 高速磁。交流整流子 电动机和其它换向困 难的直流电机 |
|
|
D374N |
45-75 |
62-100 (100) |
2.3-3.5 |
0.20 |
<0.20 |
12 |
60 |
19.6-39.2 |
||
|
D376 |
50-75 |
62-96 (100) |
2.3-3.5 |
0.25 |
<0.25 |
12 |
50 |
19.6-39.2 |
||
|
D376N |
50-80 |
62-96 (100) |
2.3-3.5 |
0.20 |
<0.20 |
12 |
60 |
19.6-39.2 |
||
|
金 属 石 墨 类 |
J102 |
0.24 |
85 (392) |
0.50 |
<0.20 |
0.40 |
20 |
20 |
17.6-22.5 |
低电压直流发电机和交流异步电动机集电环 |
|
J105 |
0.06 |
88(392) |
＞0.4 |
<0.25 |
0.80 |
20 |
20 |
17.6-22.5 |
电触点 |
|
|
J164 |
0.10 |
75 (392) |
0.30 |
<0.20 |
0.70 |
20 |
20 |
17.6-22.5 |
低电压直流发电机和变速电机集电环 |
|
|
J201 |
3.50 |
90 (588) |
1.50 |
<0.25 |
0.18 |
12 |
25 |
14.7-19.6 |
60伏以下的直流发电机和直流电焊机等 |
|
|
J203 |
8.80 |
75 (588) |
1.80 |
<0.25 |
0.15 |
12 |
20 |
14.7-19.6 |
80伏以下的直流电机,小型牵引电动机和异步电动机集电环 |
|
|
J204 |
0.62 |
95 (588) |
1.10 |
<0.20 |
0.30 |
15 |
20 |
19.6-24.5 |
40伏以下的直流电机,汽车启动机和同步电机的集电环 |
|
|
J205 |
6.00 |
87 (588) |
＞2.0 |
<0.25 |
0.50 |
15 |
35 |
14.7-19.6 |
60伏以下的直流电机,汽车启动电动机和异步电动机集电环 |
|
|
J206 |
4.00 |
93 (588) |
1.50 |
<0.20 |
0.30 |
15 |
25 |
14.7-19.6 |
||
电刷的作用
电刷的作用是用于换向器或滑环上，作为导入导出电流的滑动接触体。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。几乎所有的直流电机以及换向式电机都使用电刷，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。人们为了使用和管理上的方便，对众多的电刷进行了分类。目前国内外流行的主要分类方法有：
1，按材质的软硬可分为软质电刷，中硬质电刷和硬质电刷。
2，按电刷的使用对象可分为汽轮发电机用电刷，轧钢电机用电刷，牵引电机用电刷，汽车拖拉机用电刷，电动工具用电刷，飞机电机用电等。
3，按 电刷的颜色分为黑色电刷(用纯碳石墨材料制成)和有 色电刷(用铜等金属材料和石墨制成 ) 。
下面说一下电刷的选用：
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）使用寿命长并且不磨损换向器或集电环，不使换向器出现划痕、不平、烧蚀、拉丝等。
（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，刷辫不变色，不烧蚀。
（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。现在我唯一弄不清的就是这儿。不知这些参数都是怎么测得的。有会的专家给指点一下。并且这些参数是否为一般电机的测量数据，而对于电动工具电机电刷来说，又是怎么测呢？
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。
电刷型号应用范围
|
电刷型号 |
应用范围 |
|
S3 |
换向正常，负荷均匀，电压为80-120伏的直流电机：小容量交流电机的滑环 |
|
S4、S5、S6 |
交流正流子式变速电动机和高速微型直流电机 |
|
D104 |
换向正常，电压为80-120伏的直流电机：汽轮发电机、同步发电机的滑环及电焊发电机 |
|
D172 |
大型高速汽轮发电机的滑环，换向正常，电压为80-220伏的直流电机 |
|
D202 |
电压为120-400伏的直流发电机：牵引电动机及角速度高的微型直流电机 |
|
D207 |
大型轧钢设备的直流电机及矿用大、中型直流电机 |
|
D213 |
汽车发电机和具有机械振动的牵引电动机 |
|
D214 D215 |
换向困难，电压在220伏以上带有冲击性负荷的直流电机：汽轮发电机的励磁机 |
|
D252 |
换向困难，电压为120-440伏的直流电机：牵引电动机：汽车发电机 |
|
D308 D309 |
换向困难的直流牵引电动机：角速度较高的小型直流电机：以及功率扩大机等 |
|
D373 |
电力机车用直流牵引电动机 |
|
D374 D374B D374D |
电力及内燃机车的直流牵引电动机：换向困难的高速直流电动机及高速汽轮发电机的励磁机 |
|
D479 |
换向非常困难的直流电机 |
|
J101 |
感应电动机的滑环：电压在6伏以下的起动机：高电流低电压电机 |
|
J102 |
电解用电源发电机：交流电动机的滑环 |
|
J103 J113 J151 J164 |
低电压高电流发电机：电压在6伏以下的起动机：电流密度较高的异步电动机的滑环 |
|
J201 |
汽车发电机：电压在60伏以下的充电发电机：电压在24-40伏的起动机：异步电动机的滑环 |
|
J203 |
电压在80伏以下的充电发电机：电压较低的小型牵引电动机：异步电动机的滑环 |
|
J204 |
汽车、拖拉机起动机：单枢交流机各感应电动机的滑环：以及电压在40伏以下的发电机和电动机 |
|
J205 |
电压在60伏以下的充电发电机：拖拉机的起动机：感应电动机的滑环 |
|
J206 |
电压25-80伏的小型直流电机：高速而换向困难的低压电机 |
|
J220 |
电压在80伏以下的充电发电机：低电压小型牵引电动机 |
碳刷冒火的原因
碳刷冒火的原因——主要有两种：
一是因流过碳刷的电流过大引起，二是因碳刷卡涩间断与滑环接触引起，所以针对不同原因进行调整：
（1） 因电流过大引起冒火处理——先视情况：若有温度低、不冒火、不卡涩的碳刷，在其间换上新的弹簧夹，增大压力，强迫冒火碳刷的电流转移，这样冒火现象基本消失；若有温度低、不冒火但有卡涩的碳刷，则先逐个取下打磨至其在刷握内能活动自如，碳刷冒火也基本消失； "
（2） 碳刷卡涩、间断与滑环接触面冒火的处理：先检查其他碳刷接带负荷正常（主要用手触摸软线温度正常即可），取下卡涩碳刷进行打磨至在刷握内活动自如，又不要在刷握中晃动过大，或碳刷重新换方向放入刷握内，这样冒火也基本能消除。
碳刷的故障分析
1、加强对碳刷表面氧化膜的认识，创建其形成和正常工作的条件：近期发生的几起故障，主要原因是因为电刷表面的氧化膜润滑层无法形成，氧化膜的形成需要一些条件，当条件不满足时，氧化膜无法形成或形成不良，主要有以下几个原因：
（1）温度过高：电刷的氧化膜一般在70℃左右较易形成，当集电环、电刷出现过热故障时，通常温度都在150℃以上，此时即便换上新的电刷，氧化膜也不易形成，无法起到润滑作用，电刷磨损将加剧，导致温度继续升高，成为恶性循环。此时可采取外部强迫降温的方法，譬如涂抹凡士林、大功率风扇通风等手段，使集电环温度降到正常范围内，持续一段时间，让电刷表面氧化膜逐渐形成，使之进入良性循环状态。
（2）冷却空气中有污染性杂质：空气中的杂质对电刷表面氧化膜的形成将带来不利影响，这些杂质包括：硫化物或卤族元素的腐蚀性气体、空气中油气混合物、粉尘、铁屑、铁锈粉尘、碳粉等其他杂质。电刷磨损时，本身会产生碳粉的粉尘杂质，可采用在刷架罩冷却通风循环通道上安装过滤装置来改善刷架罩内的空气质量。
（3）空气湿度太低或含氧量太低：电刷表面氧化膜的形成需要空气中有一定的水分含量，即空气湿度不能太低，但也不能太高。另外，氧化膜的形成主要与空气中的氧气发生氧化作用而产生，当含氧量过低时也不利于氧化膜的形成。
氧化膜无法形成或形成不良除与上述因素有关外，还有电刷过度研磨、使用溶剂进行擦拭、集电环表面光洁度不良以及碳刷材质不合格等原因。
2、电刷及刷架产品在选购过程中应严格控制质量：目前同一品牌的电刷，都是在各个不同的地方、不同的工厂加工的。这就要求我们在进货过程中对产品质量严格把关，对生产厂家的工艺和质量检测手段及程序进行了解。
3、生产运行中加强对集电环及电刷的维护管理：加强电刷、集电环系统的专职维护制度，提高专责人的技术水平，严格按照《汽轮发电机运行规程》的要求对集电环、电刷进行检查和运行维护，一次更换电刷的数量要严格控制。另外要积极运用红外热成像技术进行集电环、电刷日常的巡检检查以及对故障部位有怀疑时作为辅助分析的工具。
碳刷和集电环的故障分析
碳刷同侧安装正、负碳刷架距离近是造成正、负极直接短路的重要内部原因。碳刷架是励磁电流通道结构上的重要组成部分，其正、负极碳刷架上各设计安装20个碳刷，采用正、负极对称式设计，碳刷采用导向方孔和弹簧卡固定，同装在各碳刷架的上游侧方向，正、负极碳刷架的轴向距离近。这种设计现状，当下游侧碳刷的弹簧松脱或断裂开后便能直接碰到另一极碳刷架而造成正、负极的直接短路。
集电环与固定支架绝缘强度不够是造成正、负极对地短路和绝缘降低的重要内部原因。集电环与碳刷通过弹簧卡紧密接触，把励磁电流从碳刷上引下经自身流进转子磁极。励磁集电环与固定支架的绝缘采用环氧绝缘套管与单层的环氧绝缘垫片连合安装，绝缘套管直径和绝缘垫片长度偏小。这种设计结构，当碳粉积在集电环与固定支架的绝缘垫的表面上，累积过多时，便容易造成集电环的绝缘降低，甚至对地短路。
工业碳刷安装特别注意以下事项：
碳刷使用前事项说明： 碳刷的磨合(QW)： 刷子摩擦面与转动件摩擦面的接触要完全，电流的传输才会均匀。若未进行磨合工作，电机运转时将会有起活的危险。磨合的方式有以下： 自然磨合： 在碳刷安装好后，启动电机运转于无载情况下，使其自然磨合(约0.5－3小时，视大小不同情况)。 人工磨合： 在电机断电情况下，以砂纸进行磨合工作。 工具磨合： 以磨石等维护工具在启动电机运转于无载情况下进行磨合工作，需专业人员才可执行。 2、去除碳化膜(FW)： 碳刷转动件在摩擦接触及电流传导下，会有电解离...
禁止在同一机械内安装不同厂牌及不同材质的 碳刷。 特别注意安装时弹簧上压是否良好，是否妨碍碳刷的使用。注意铝线固定螺栓是否稳固及固定方式是否防碍碳刷使用。 不可有水污．油渍沾到碳刷及转动件摩擦面。
发电机集电环碳刷接触不良有什么后果
1、接触电阻变大，励磁电流减小
2、使碳刷和滑环过热，严重时会着火
3、碳刷和滑环之间打火，造成滑环发生电蚀，磨损增大
处理：
1、调整碳刷弹簧压力，使碳刷和滑环接触良好
2、更换碳刷前，应先打磨碳刷接触面，使碳刷的弧度和滑环弧度一致
3、每班用低压气吹扫滑环，防止碳粉堆积
4、如滑环磨损严重，应对滑环进行打磨，同时换用软一些的碳刷
碳刷型号的含义
我国电刷有以下几类：
1、 天然石墨电刷：S3、S4、S5、S6B、S6M、S7、S26、S201、251、S253、S255、S270等；
2、 电化石墨电刷：D104、D172、D172N/M、D202、D213、D214、D215、D252、D280、D308、D308L、D309、D374、D374B、D374D、D374N、D374F、D374S、D374L、D376、D376N、D376Y、D464F、D479等；
3、 金属石墨电刷：J101、J102、J103、J105、J113、J151、J164、J201、J203、J204、J205、J206、J213、J220、J252、J260、J265等。
注：1、S代表天然石墨电刷，S后的数字为顺序号；
2、D代表电化石墨电刷，D后的第一位数字表示：
1- 代表石墨基（即原材料以石墨为基础）；
2- 代表焦炭基（即原材料以焦炭为基础）；
3- 代表炭黑基（即原材料以炭黑为基础）；
4- 代表木炭基（即原材料以木炭为基础）；
其余数字为顺序号。
3、J代表金属石墨电刷，J后第一位数字表示：
1- 代表无粘结剂电刷；
2- 代表有粘结剂电刷。
其余数字为顺序号。
4、字尾M、NM、L、N、F、S、Y分别表示刷体浸渍的不同有机物。
高压电机的绝缘轴承及碳刷
一、轴电压、轴电流的产生
在电动机运行过程中，如果在电机两轴承端或转轴与轴承间存在轴电流时，将会大大缩短电机轴承的使用寿命严重时只能运行几小时。
1．磁不平衡产生轴电压
交流异步电动机在正弦交变的电压下运行时，其转子处在正弦交变的磁场中。由于电动机定转子扇形冲片、硅钢片等叠装因素，再加上铁芯槽、通风孔等的存在，在磁路中造成不平衡的磁阻。当电动机的定子铁芯圆周方向上的磁阻发生不平衡时，使产生与轴相交链的交变磁通，从而产生交变电势。当电动机转动即磁极旋转，通过各磁极的磁通发生了变化，在轴的两端感应出轴电压，产生了与轴相交链的磁通。随着磁极的旋转，与轴两侧的轴承形成闭合回路，就产生了轴电流。一般情况下这种轴电压大约为1~2V。
2．逆变供电产生轴电压
电动机采用逆变供电运行时，供电电压含有高次谐波分量，使定子绕组线圈端部、接线部分、转轴之间产生电磁感应从而产生轴电压。
异步电动机的定子绕组是嵌入定子铁芯槽内的，定子绕组的匝间以及定子绕组和电动机机座之间均存在分布电容，当通用变频器在高载频下运行时，逆变器的共模电压产生急剧变化，会通过电动机绕组的分布电容由电动机的外壳到接地端之间形成漏电流。该漏电流有可能形成放射性和传导性两类电磁干扰。而由于电动机磁路的不平衡，静电感应和共模电压产生又是产生轴电压和轴电流的起因。当定子绕组输入端突加陡峭变化的电压时，由于分布电容的影响，绕组各点电压分布不均，使输入端绕组接近端口部分电压高度集中而引起绝缘破坏或老化。这种现象一般破坏的部分是定子绕组，电压常集中于侵入的端点部位。此外，由于绕组的电抗较大，输入电压的高频分量将集中于输入端点附近的分布电容上，通过配电线、绕组、机壳间的分布电容到接地线流通电流，形成一个LC串联谐振电路，当其中产生高频谐振电流时，就会产生各式各样的故障。一般通用变频器驱动容量较小的异步电动机时，轴电压的问题可以不考虑，但使用超过200kW的电动机时，特别是已有的风机、压缩机等进行变频器调速改造的场合，最好事先确认轴电压的大小，以便及早采取预防措施。
3．静电感应产生轴电压
在电动机运行现场，由于高压设备强电场的作用，在转轴的两端感应出轴电压。
4．静电荷
电动机在运行过程中，负载方面的流体与转体运行磨擦而在旋转体上产生静电荷，电荷逐渐积累便产生轴电压。由这种情况产生的轴电压和由磁交变产生的轴电压在原理上是不同的。静电荷产生的轴电压是间歇的，并且是非同期性的，其大小与运转状态、流体的状态等因素关系很大。如静电荷的积累、测温元件绝缘破损等因素都有可能导致轴电压的产生。轴电压建立起来后，一旦在转轴及机座、壳体间形成通路，就产生轴电流。
5．外部原因
外部电源的介入产生轴电压。由于运行现场接线比较繁杂，尤其大电机保护、测量元件接线较多，哪一根带电线头搭接在转轴上，便会产生轴电压。
由上分析，电动机的轴电压、轴电流是由于环境电动机轴的磁路不对称、转子运转不同心、感受生脉动磁通等原因产生的。它会使轴—轴承—机座的回路有轴电流流通，在电动机转子轴两端、轴与轴承之间、轴与轴承对地形成轴电压。根据轴承的种类不同，其耐压程度有所不同，若超过轴承所允许的值，会通过油膜放电或者导电，在轴瓦和轴承处产生点状微孔，并在底部产生发黑现象。严重时会使轴和轴承受到损坏，运行中伴随着强烈的噪声及设备外壳带电等。
二、电动机轴电流的危害
大中型交流电动机采用稀油润滑的滑动轴承，电机轴是承在油膜上的。正常情况下，转轴与轴承间的润滑油膜起到绝缘的作用。对于较低的轴电压，还会产生轴电流。当轴电压增加到一定数值时，尤其在电动机启动时，润滑油膜还未稳定形成，轴电压将击穿油膜构成回路，产生相当大的轴电流，可达到几百安甚至上千安。由于该金属接触面很小，电流密度大，使轴承局部烧熔，被烧熔的轴承合金在碾压力的作用下飞溅，于是在轴承内表面上烧出小凹坑。通常表现出来的症状是轴承内表面被压出条状电弧伤痕，严重时足以把轴颈和轴瓦烧坏。
由运行磨擦在油轴上产生的静电荷，使轴的电位因被充电而升高。当运转的轴接触到旋转体以外的任何部件时，便通过该部件进行放电。否则就要继续积累电荷，最后产生过高的电压，如果超过轴承油膜的绝缘强度时，电荷在极短的时间内放电。这种现象重复发生的结果，就能使轴受到损伤。
我公司制氧厂有5台空压机电动机，其额定电压为6kV，自投产以来，多次出现电动机转子轴与轴瓦相接触的部位有不同程度的损伤情况。这种现象不同于轴与轴瓦之间的异常磨损，而是属于某种物质对轴面进行局部的腐蚀。从腐蚀的情况来看属于点腐蚀，斑点面积最大的达到10mm2，深度达到0.9mm。虽然对电动机转子轴进行过车洗和金属喷涂等，但并没有从根本上解决问题。经过分析，排除了机械损伤和化学腐蚀的因素，最后确定为轴电流所致。
三、防止轴电流产生的措施
1．在轴端安装接地碳刷，使接地碳刷可靠接地，并且与转轴可靠接触，保证转轴电位为零电位，随时将电机轴上的静电荷引向大地，以此消除轴电流。
2．为防止磁不平衡等原因产生轴电流，在非轴伸端的轴承座和轴承支架处加绝缘隔板，切断轴电流的回路。
3．要求检修运行人员细致检查并加强导线或垫片绝缘。
4．在机座中除一个轴承座外，其余轴承座及包括所有装在其上的仪表外壳等金属部件都对地绝缘，不绝缘的轴承应装接地电刷以防静电充电。
5．对于由轴交链交变磁通所产生的轴电压，可在电动机一侧的轴承座下加绝缘垫以割断轴与轴瓦之间形成的回路，使轴电流无法产生。但在实际工作中对绝缘垫的作用认识不清，从绝缘垫加装的方法和轴承座与油管道的连接上都不同程度地出现过问题，最后造成绝缘垫起不到绝缘作用，进而形成轴电流。所以我们要经常检查轴承座的绝缘强度，用500V摇表测量，绝缘不得低于0.5MΩ。
6．保持轴与轴瓦之间润滑绝缘介质油的纯度，发现油中带水必须进行过滤处理，否则油膜的绝缘强度不能满足要求，容易被低电压击穿。
四、结论
一般通过以上处理，电动机的轴电流微乎其微，对电动机构不成实质危害。现场实践证明，经上述方式处理后实际使用寿命可由原几千个小时提高到上万小时，效果比较明显，尤其对高压电动机轴电流的防范效果好。