電刷故障處理

1.為保障電機的正常運行，正確選擇電刷型號是十分重要的，由于制造電刷時所選用的原材料和工藝不同，其技術(shù)性能也有差異。因此在選擇電刷時，應該綜合考慮電刷的性能和電機對電刷的要求。電刷使用性能良好標志應該為:

a 在換向器或集電環(huán)表面能較快形成一層均勻、適度和穩(wěn)定的氧化薄膜。

b 電刷的使用壽命長，并不磨損換向器或集電環(huán)

c 電刷具有良好的換向和集流性能，使火花抑制在允許的范圍內(nèi)，并且能量損耗小。

d 電刷運行時，不過熱，噪音小，裝配可靠，不破損。

2.電刷裝入刷握內(nèi)要保證能夠上下自由移動，電刷與刷握內(nèi)壁的間隙在0.1-0.3毫米之間，以避免電刷和刷握之中因間隙過大產(chǎn)生擺動。刷握下邊緣距整流子表面的距離應該保持在2毫米左右。如距離過小，刷握容易觸傷換向器，距離過大，電刷易顫動而導致破損。

3.在同一臺電機上，原則上應該使用同一種型號的電刷，但對于個別換向特別困難的大中型電機，可采用雙子電刷，其滑入邊采用潤滑性能好，滑出邊采用抑止火花能力強的電刷，從而使電刷的運行得到改善。

4.電刷磨損到一定程度要更換新的電刷，電刷最好一次全部更換，如果新舊混用，可能會出現(xiàn)電流分布不均勻的現(xiàn)象。對于大型機組，停機更換電刷，勢必影響生產(chǎn)，可以選擇不停機，我們通常建議客戶的做法是每次更換20%的電刷(即每臺電機的每個刷桿的20%)，每次間隔時間為1-2周，待磨合再逐步更換其余電刷，以保證機組的正常連續(xù)運行。

5. 為了使電刷與換向器接觸良好，新電刷應該進行磨弧度，磨弧度一般在電機上進行。在電刷與換向器之間放置一件細玻璃砂紙，在正常的彈簧壓力下，沿電機旋轉(zhuǎn)方向研磨電刷，砂紙應該盡量粘緊換向器，直至電刷弧面吻合，然后取下砂紙，用壓縮空氣吹凈粉塵，再用軟布擦拭干凈。研磨電刷不宜采用金剛砂紙，以防金剛砂顆粒嵌入換向器槽內(nèi)，在電機運行時，擦傷電刷和換向器表面。磨弧后，電機先20-30%以負荷運轉(zhuǎn)數(shù)小時，使電刷和換向器磨合，并建立均勻的氧化薄膜。再逐步提高電流至額定負荷。

6. 施于同一臺電機各電刷的單位壓力應力求均勻，以免電流分配不均，導致個別電刷產(chǎn)生過熱和火花。電刷的單位壓力應按"電刷技術(shù)性能表"來選擇，對于轉(zhuǎn)速較高的電機或在振動條件下工作的電機，應適當提高單位壓力，一保證正常工作。打個比方:牽引機電機的電刷單位壓力為0.4-0.6kgf/cm2。

通常電刷單位壓力過高，是電刷的磨損加劇，單位壓力過小，接觸不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)機械火花。

1 據(jù)我所知，如銀石墨、銅石墨、電化石墨等;也有直接用金屬片作電刷的，比如說手機震動電機中的圓柱震動馬達的刷片大多用金屬材料，好像是鈹鎘銅(不一定記得準確了哈)!

2 電刷型號、技術(shù)性能、及試驗條件符合JB4003-85標準規(guī)定 型號電阻率μΩm洛氏硬度體積密度 短路換向器試驗推薦工作條件基本值載荷Vg/cm3一般電刷的接觸電壓降

樹脂粘合石墨類

電化石墨類

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，利用電子器件換向的無刷直流機也開始廣為出現(xiàn)，并發(fā)展成熟。其它的電機，(異步電機和同步電機)均為交流電機，沒有電刷結(jié)構(gòu)。

電刷的形狀各異，在電機上使用的多為長方形，安置在電刷架上。電刷和換向器或滑環(huán)之間有一定的壓力，大型的電刷結(jié)構(gòu)比較復雜，小型電刷就比較簡單。

電刷的電流導出也不一樣，大型電刷上有導線，小型的經(jīng)常由彈性導電片引出。

起重天車的和地鐵，城鐵用的集電靴，也可以歸于電刷，但是材料和結(jié)構(gòu)和石墨電刷就很不一樣。

電刷的選擇對電動機換向時抑制火花有重要的作用，應按功率、電壓、負載特性及換向器圓周速度等條件選用。一般常用電化石墨電刷，因其電阻系數(shù)和接觸電壓較高，對抑制火花有利。但對于低壓電動機而言，過大的接觸電壓使它在總電壓降落中所占比例太大，因此采用金屬石墨電刷。

電刷所覆蓋的換向片數(shù)至少應保證能與m重繞組的支路相聯(lián)，即電刷寬度bb應滿足下式:

bb>mt 0 m----繞組的重數(shù)。

電刷的電流密度可查相應的電刷規(guī)范。電刷長度lb.

Lb=2I/pbbJb

式中Jb----電刷電流密度，一般取12A/cm2.

如果電流很大，且lb. >>bb，則應增加刷桿上的電刷并聯(lián)數(shù)，使每只電刷的面積不致太大，使接觸更為可靠。

電刷裝入刷架后，應以電刷能夠上下自由移動為宜，只有這樣，才能確保電刷在彈簧的壓力下隨著不斷的磨損，而與整流子或集電環(huán)持續(xù)保持緊密接觸。因此，電刷的四個側(cè)面與刷架內(nèi)壁之間必須留有一定的間隙。實踐證明，這個間隙一般在0.1~0.3毫米之間。既不宜過大，也不宜過小。間隙過小，可能造成電刷卡在刷架中，彈簧無法壓緊電刷，電機工作失去意義;間隙過大，電刷則會在架內(nèi)產(chǎn)生擺動，不僅出現(xiàn)噪音，更重要的是出現(xiàn)火花，對整流子或集電環(huán)產(chǎn)生破壞性影響。

距整流子或集電環(huán)表面的距離應保持在2~4毫米范圍內(nèi)。其距離過小，刷架易擦損整流子或集電環(huán);過大，電刷易顛動而造成損壞。

電刷是電機(除鼠籠式電動機外)傳導電流的滑動接觸體。在直流電機中，它還擔負著對電樞繞組中感應的交變電動勢，進行換向(整流)的任務。實踐證明:電機運行的可靠性，在很大程度上決定于電刷的性能。

根據(jù)電刷的生產(chǎn)方法，分為兩類。一類是有色電刷，即金屬石墨電刷。一類是黑色電刷。有色電刷中，含有色金屬，主要是銅粉、銀粉、其次是鉛粉、錫粉、氧化鉛粉等，余量為鱗片石墨粉。各種金屬粉末含量多少隨電刷的技術(shù)要求而定。當金屬含量達到!"#以上時，可不加粘結(jié)劑，將粉末混勻后直接壓制成型。否則要加入粘結(jié)劑(煤瀝青、煤焦油或樹脂等)。黑色電刷選用石油焦、瀝青焦、炭黑、木炭以及天然石墨粉等，加入部分粘結(jié)劑(如煤瀝青、煤焦油和人造樹脂等)制造的。采用樹脂粘結(jié)劑經(jīng)固化制造的電刷為高電阻電刷，而焙燒后的產(chǎn)品稱炭刷和石墨刷(以天然石墨為主要原料)經(jīng)石墨化后的產(chǎn)品稱電化石墨刷

制造電刷所使用的原料分三類，一是金屬粉末;二是炭和石墨粉末;三是粘結(jié)劑。由于電機的使用工況條件不同，所以電刷的種類繁多。不同牌號的電刷，其技術(shù)性能上有較大的差異。所以需要在配方和工藝中進行調(diào)整。配方組成包括:!)選用不同的原料和所占比例;")干粉的粒度組成;#)粘結(jié)劑的種類、性質(zhì)和所占比例。制造電刷所使用的原料較多，它們具有不同的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性能，將這些不同性質(zhì)的原料按一定比例配合混勻，則得到與單一原始原料性能完全不同的綜合效果。干粉粒度組成，影響它的堆積密度，由于顆粒間的相互搭接的差異，產(chǎn)生不同程度的孔隙(氣孔)。顆粒越細，表面積也越大，需粘結(jié)劑多。顆粒的長寬比不同，成型后電刷具有各向異性。煤瀝青、煤焦油粘結(jié)劑的組成十分復雜，它的生產(chǎn)方法、技術(shù)指標以及加入量的多少，均直接影響產(chǎn)品的最終性能。到目前為止，還不能根據(jù)電刷性能要求，采用理論計算的方法，設(shè)計產(chǎn)品配方。一般是根據(jù)理論計算和實際試驗相結(jié)合的方法確定。當生產(chǎn)工藝和原料質(zhì)量改變時，原來的配方便不一定適用，此時應修改工藝與配方，才能達到原定的質(zhì)量標準和使用要求。對于使用信譽較高的產(chǎn)品，應盡量維持配方和工藝的穩(wěn)定。

1、從直觀來看，電刷應當?shù)菇堑皿w、規(guī)格適當、結(jié)構(gòu)規(guī)范、導線的截面和長度符合要求，沒有松動、脫落、破損、掉邊、掉角、卡箍等現(xiàn)象。

2、從使用來看，電刷使用性能良好的標志主要有以下幾種情況:

(1)使用壽命長并且不磨損換向器或集電環(huán)，不使換向器出現(xiàn)劃痕、不平、燒蝕、拉絲等。

(2)具有良好的換向和集流性能，且能量損耗小。

(3)電刷運行時，不過熱，噪音小，不破損，刷辮不變色，不燒蝕。

(4)運行過程中，能夠在換向器或集電環(huán)表面較快地形成一層均勻。

3、通過儀器對電刷進行檢測。從技術(shù)層面看，電刷應當符合國家部頒標準。通過儀器可對電刷按照《電刷技術(shù)性能表》所要求的性能進行檢測。如電刷的電阻率、洛氏硬度、體積密度、電流密度、接觸電壓降、摩擦系數(shù)、50小時磨損、允許圓周速度、單位壓力，甚至金屬含量的大小等等。不知這些參數(shù)都是怎么測得的。有會的專家給指點一下。并且這些參數(shù)是否為一般電機的測量數(shù)據(jù)，而對于電動工具電機電刷來說，又是怎么測呢?

4、在同一電機上，應選擇使用同一型號、同一制造廠的電刷。由于不同制造廠生產(chǎn)的電刷性能差別很大，甚至同一制造廠在不同時間生產(chǎn)的電刷性能也有所差別。因而，針對同一電機來說，應盡量選擇同一型號同一制造廠，最好是同一時間生產(chǎn)的電刷，以防止由于電刷性能上的差異造成并聯(lián)電刷電流分布的不平衡，影響電機的正常運行。

5、對于個別換向特別困難的大中型電機，可選擇采用分辮電刷。目的是以增加電刷內(nèi)短路電流的方式來改善換向性能。對于單向旋轉(zhuǎn)換向困難的電機，可選擇采用組合電刷。即滑入邊選擇使用潤滑性能好、成膜能力強的低電阻值石墨基電化石墨電刷，滑出邊選擇使用換向性能好的高電阻率的炭黑基電化石墨電刷。這樣既易形成氧化膜，又對換向性能起到極大的改善作用。在滑出邊也可采用碳纖維復合電刷，突出利用其滅弧能力強的特點，從而使電機的運行取得最佳效果。

1，按材質(zhì)的軟硬可分為軟質(zhì)電刷，中硬質(zhì)電刷和硬質(zhì)電刷。

2，按電刷的使用對象可分為汽輪發(fā)電機用電刷，軋鋼電機用電刷，牽引電機用電刷，汽車拖拉機用電刷，電動工具用電刷，飛機電機用電等。

3，按 電刷的顏色分為黑色電刷(用純碳石墨材料制成)和有 色電刷(用銅等金屬材料和石墨制成 ) 。

4,按電刷材料的不同，可分為:(1)石墨電刷。(2)電化石墨電刷。(3)金屬石墨電刷。

(1)石墨電刷

它是在天然石墨中加入瀝青、煤焦油等粘合劑混合壓制而成。它質(zhì)地軟，潤滑性能較好，摩擦系數(shù)低，但因含雜質(zhì)較多而易使整流器受損。一般適用于整流條件正常、負載均勻的電機。

(2)電化石墨電刷

它是由石墨、焦炭等作原料，近2500℃以上高溫處理而制成。其性能優(yōu)良，故使用范圍廣，可用于各類型的電機及整流條件較困難的電機上。

(3)金屬石墨碳刷

它是在石墨中滲入銅及少量錫、鉛等金屬粉末混合而制成，具有優(yōu)良的導電性，載流量大，特別適合交流繞線失異步電動機和電電流直流電機。

(4) 純金屬電刷

它是用薄的金屬片制成。有時為了改善性能，會的金屬片表面鍍一層其它貴金屬。比如銀鈀合金。這種電刷的導電性極好。電刷上損耗不大，但耐磨性差，導致電機壽命低。由于刷片薄，也不能承受大電流。常用于微型小電機。

我國行業(yè)推薦標準《JB/T4003-2001電機用電刷》中把電刷分為四大類:

1.石墨電刷。

2.電化石墨電刷。

3.樹脂粘合石墨電刷。

4.金屬石墨電刷。

電刷廣泛適用于各種交直流發(fā)電機、同步電動機、電瓶直流電動機、吊車電機集電環(huán)、各型電焊機等等。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，電機的種類和使用的工況條件越來越多樣化，因而需要有各種不同品級的電刷來滿足這些要求，故電刷的種類也隨著電機工業(yè)的發(fā)展而越來越多。人們?yōu)榱耸褂煤凸芾砩系姆奖悖瑢Ρ姸嗟碾娝⑦M行了分類。

導致原因 處理方法

a 附加極調(diào)整不良----------用分流或調(diào)整附加極氣隙，或改換電刷型號。

b 云母突出-------------下刻云母或使用磨蝕性較大的電刷

c 換向器升高片連接處斷開------ 重新焊接

d 電刷位置不正確---------- 調(diào)整刷握至正確位置

e 刷握的間距或排列不勻------- 糾正刷握的間距和排列

f 換向器或集電環(huán)偏心---------最好在額定轉(zhuǎn)速下車削或重新研磨

g 換向器松動，換向片有高低------ 緊固一下，車削或重新研磨

h 換向片有油污------------ 清掃換向片和密封軸承

i 電刷粘附或滯留在刷握里--------檢查電刷尺寸是否正確，清掃電刷和刷握除去任何毛刺

j 電刷磨合不佳-------------磨合電刷

k 電刷型號不適合電機

原因 處理方法

a 換向片或云母突出-----------緊固換向器，下刻云母

b 刷握離開換向器或離集電環(huán)太遠-----調(diào)整刷握至換向器的距離為2毫米

c 換向器或集電環(huán)橢圓----------車削或重新研磨換向器或集電環(huán)

d 刷握安裝松動-------------安裝緊固片

e 電刷在刷握內(nèi)太松-----------如果刷握磨耗，需更換新的

f 電刷型號不合適

關(guān)于電刷磨損不均勻的問題

故障 處理方法

a. 電機過載--------------- 降低和限制電機負荷

b. 換向器或集電環(huán)上有油污--------清掃換向器或集電環(huán)

c. 電刷和刷桿間的電阻不均等-------清掃和緊固連接處

e. 電刷接觸面有磨蝕粒子---------重新磨合和清掃電刷表面

f. 電流分配不均勻------------調(diào)整電刷壓力

g. 電刷型號混用-------------只可安裝一種型號的電刷

電刷因素

碳刷即電刷。運行中發(fā)電機組的碳刷如果維護和使用不當將造成事故降負荷，甚至停機。

導致碳刷故障的因素

電磁因素:無功或勵磁電流調(diào)整時，碳刷的火花有明顯變化。在勵磁機換向時，碳刷與換向片接觸不良，接觸電阻過大;整流子或滑環(huán)的氧化膜薄厚不均勻，引起碳刷電流分布不平衡;或者負載突然變化，以及突發(fā)的短路導致?lián)Q向片間的電壓分布異常;機組過載和不平衡;碳刷選型不合理，碳刷間距不等;碳刷質(zhì)量問題等等。

機械因素:換向器中心不正，轉(zhuǎn)子不平衡;機組振動大;換向片間絕緣凸出或換向片凸出;碳刷接觸面研磨不光滑，或換向器表面粗糙而造成接觸不良;換向器表面不清潔;各個換向極下氣隙不等;碳刷上彈簧壓力不均勻或大小不適宜;碳刷在刷握里太松而發(fā)生跳動，或太緊了碳刷在刷握里卡住了等。機組運轉(zhuǎn)速度降低或震動改善，火花將減少。

化學因素:機組運行在有腐蝕性的氣體中，或機組運行空間缺乏氧氣，換向器與碳刷接觸的表面上一層自然形成銅氧化物薄膜遭到破壞，本已形成的、近似線性電阻的換向不復存在，在接觸面重新形成氧化膜的過程中換向器火花加劇。換向器(或滑環(huán))被酸性氣體或油脂腐蝕。