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大规格绕线电机集电环上沟槽的作用是什么?

2019年09月09日 17:46:28 中国传动网

集电环是绕线转子电机的一个关键零部件,今天我们就拿三相绕线转子电机的集电环作为素材进行阐述。

电机的集电环由三个彼此绝缘的铜环或钢环组成,环与环之间采用绝缘体隔开;小规格电机的集电环表面是一个完整的圆柱面,而大型电机的集电环,则要在环面上加工螺旋槽,其目在在于收集电机运行过程中碳刷与集电环摩擦产生的碳粉,由于其表面的沟槽呈螺旋状,能够保证电机运行过程中碳刷面受力和接触均匀,确保电机运行的可靠性。

在实际生产加工过程中,为了保证集电环与转子的同轴度,不少电机厂家在转子表面车削环节加工集电环表面,并保证集电环表面粗糙度符合要求;但是,对于带螺旋槽的集电环,大部分电机厂家直接安装使用,因而集电环本身的加工精度,以及集电环孔的尺寸符合性、内孔与环面的同轴度符合性就特别重要,这是电机厂家与集电环生产厂家都必须关注的问题。

集电环应用简述

集电环系列同步电机,以及异步电动机等采用集电环的电机,比较广泛地用于产业部门,而且,多数是在各种苛刻条件下运行。这些电机虽然没有直流电机那样的换向作用,但与换向器一样,也出现集电环或电刷的异常磨损,电刷振动以及产生火花等弊病。

特别从电刷材质来看,集电环用电刷不仅使用石墨电刷,而且为了提高电刷的电流密度,有时也使用金属石墨电刷,所以,还必须考虑异常残余膨胀等因素。即使对于汽轮发电机那样的高速电机或在全封闭气体介质和氢气介质中运行的电机,问题也不少。

集电环的材质要求机械强度大,并是电的良导体,还要具有耐腐蚀性,在与电刷滑动接触时,必须具备耐磨性和稳定的滑动接触特性。一般,钢质集电环的耐磨性好,机械强度大,因此大多用于因极性引起集电环磨损差较大的同步电机上。

一般,钢质集电环的耐磨性好,机械强度大,因此大多用于因极性引起集电环磨损差较大的同步电机上。钢可以加工成复杂的结构,它是一种容易得到而又价廉物美的材料,所以,广泛用于包括圆周速度较低的水轮发电机在内的同步电机。

对于像汽轮发电机那样,主要强调高圆周速度下机械强度和耐磨性的集电环,有时也使用锻钢。另外,要求耐腐蚀性时,可使用不锈钢,但不锈钢的滑动特性不稳定,与电刷组合不合适往往使电刷产生跳动,容易造成电刷温升过高或异常磨损,所以使用时必须倍加注意。青铜铸件等铜质集电环与钢质集电环相比,它的滑动特性好,所以用途很广,但当含有大量低熔点铅时,因通电点的发热而产生脱铅现象,容易造成集电环磨损或电刷异常磨损。

集电环与电刷的配合上,当电刷的研磨性过强而集电环的材质过软时,往往在集电环上发生相当于电刷宽度的阶梯磨损。尤其是高温低湿的全封闭式电机,更容易引起电刷或集电环的过大磨损。重象伤痕是这样形成的,一开始只有非常小的伤痕,电刷在这些部位集电不良而产生火花。一旦产生火花,伤痕就逐渐恶化扩大起来,最后形成与电刷滑动接触面的尺寸同样大小的伤痕。因而,集电环用电刷即使产生非常小的火花,也必须予以注意。

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供稿:电机技术日参

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