譚玉林，崔金德

(1 佳木斯防爆電機(jī)研究所，黑龍江佳木斯 154005;2 山東聯(lián)盟化工股份有限公司，山東壽光 262725)

0 引言

刷握與集電環(huán)是起重及冶金用繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)的重要部件。刷握上的刷盒是用于固定電刷的，使其與集電環(huán)保持良好接觸。繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)也是交流異步電動(dòng)機(jī)，它與一般鼠籠電機(jī)的區(qū)別在于它的轉(zhuǎn)子繞組不是鑄鋁條而是線圈。繞線式電動(dòng)機(jī)用于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的負(fù)載(例如空壓機(jī))，起動(dòng)時(shí)在轉(zhuǎn)子回路接入電阻，可以提高轉(zhuǎn)子回路的功率因數(shù)，提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。改變轉(zhuǎn)子回路的外接電阻還可以實(shí)現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)速。

1 刷握與集電環(huán)的用途

刷握是繞線轉(zhuǎn)子電機(jī)用于固定電刷并起導(dǎo)向作用的。其結(jié)構(gòu)的好壞、壓力的均勻度直接影響電動(dòng)機(jī)集電環(huán)發(fā)熱和電動(dòng)機(jī)的性能。集電環(huán)也叫導(dǎo)電環(huán)、滑環(huán)、集流環(huán)、匯流環(huán)等。它可以用在既要求連續(xù)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)又需要從固定位置到旋轉(zhuǎn)位置傳輸電源和信號(hào)的機(jī)電系統(tǒng)中。集電環(huán)能夠提高系統(tǒng)性能，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，避免導(dǎo)線在旋轉(zhuǎn)過程中造成扭傷。

2 刷握與集電環(huán)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

目前采用的刷握有兩種結(jié)構(gòu)，YZR系列起重及冶金用繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)及其派生系列產(chǎn)品采用RAA型刷握，也稱人字型刷握;YZR3系列起重及冶金用繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)采用的是DKE型壓指式刷握。RAA型刷握采用恒壓彈簧結(jié)構(gòu)，這種恒壓彈簧施在電刷頂部的壓力會(huì)因刷握發(fā)熱及電刷的磨損而發(fā)生變化，彈簧夾在刷盒內(nèi)有時(shí)因卡緊使刷塊和彈簧活動(dòng)不便(見圖1)。

圖1 RAA型刷握結(jié)構(gòu)(卷簧)

DKE型刷握采用壓指式拉簧結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)隨電刷磨損使拉簧長度縮短，壓指受力點(diǎn)前移。合理地選擇壓指軸心受力點(diǎn)及壓指端部距離，可保持電刷上的壓力不變或變化很小，與國外1LT8、1LT9系列電動(dòng)機(jī)采用的刷握結(jié)構(gòu)相同(見圖2)。

圖2 DKE型刷握結(jié)構(gòu)(拉簧)

集電環(huán)一般由導(dǎo)電環(huán)、墊塊、接線片和壓塑料熱壓成一個(gè)整體(成型的壓塑料一般稱套筒)，見圖3。

圖3 套筒式集電環(huán)結(jié)構(gòu)

3 刷握和電刷的維護(hù)保養(yǎng)

刷握是繞線型電動(dòng)機(jī)的重要部件之一，對(duì)電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行有很大的關(guān)系，稍不注意就會(huì)造成很大損失。因此為確保電機(jī)的安全運(yùn)行，一定要注意電刷與刷握的日常維護(hù)和保養(yǎng)，尤其要注意以下幾個(gè)方面的問題。

(1)電刷與刷盒內(nèi)壁的間隙要求在0.1～0.3mm之間，既能保證電刷在刷盤內(nèi)上下自由移動(dòng)，又可以避免電刷與刷盒之間因間隙過大產(chǎn)生擺動(dòng)。刷盒下邊緣距集電環(huán)的距離應(yīng)保證在2mm左右，如距離過小，刷盒容易觸傷集電環(huán);距離過大，電刷容易顫動(dòng)而導(dǎo)致?lián)p壞。

(2)在同一臺(tái)電機(jī)上，原則上應(yīng)使用同一型號(hào)的電刷。

(3)電刷磨損到一定程度要更換新的電刷。電刷應(yīng)一次全部更換，如果新舊混用，可能會(huì)出現(xiàn)電流分布不均勻的現(xiàn)象。

(4)為了使電刷與集電環(huán)接觸良好，新電刷應(yīng)進(jìn)行磨弧。磨弧一般在電動(dòng)機(jī)上進(jìn)行，在電刷與集電環(huán)之間放置細(xì)玻璃砂紙，在正常的彈簧壓力下沿電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向研磨電刷，直到電刷與集電環(huán)弧面吻合，然后取下砂紙，用壓縮空氣吹凈粉塵。

(5)施于同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)上各電刷的單位壓力應(yīng)盡量均勻，以避免電流分配不均導(dǎo)致個(gè)別電刷過熱產(chǎn)生火花，燒蝕集電環(huán)而影響電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。

(6)集電環(huán)外表面出現(xiàn)電蝕不光滑，應(yīng)重新車削，但切削量不宜于太大，，以保證電刷的壓力。

4 材料選用

刷盒一般采用下列材料制造:硅黃銅、鑄鋁合金以及能滿足使用要求的其他非金屬材料，如4330酚醛玻璃纖維壓塑料等。

集電環(huán)中導(dǎo)電環(huán)的材質(zhì)要求機(jī)械強(qiáng)度高，并且是電的良導(dǎo)體，同時(shí)還要具有耐腐蝕性，在與電刷滑動(dòng)接觸時(shí)，必須具備耐磨性和穩(wěn)定的滑動(dòng)接觸特性。常用的材料有鋁黃銅、錫青銅、硅黃銅;經(jīng)過驗(yàn)證絕緣套筒采用4330酚醛玻璃纖維壓塑料的冷軋或熱軋不銹鋼材料。

目前有些企業(yè)正在研究與石墨電刷相匹配的導(dǎo)電環(huán)材料，并獲得成功。新材料的應(yīng)用，將極大改善電動(dòng)機(jī)的性能和運(yùn)行的可靠性。對(duì)于運(yùn)行中電刷局部過熱打火燒蝕集電環(huán)、導(dǎo)致集電環(huán)表面出現(xiàn)麻點(diǎn)的現(xiàn)象得到改善，電動(dòng)機(jī)的使用壽命也將有效延長。

5 結(jié)語

電刷、刷握、集電環(huán)同屬繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)上重要部件，三者密切相關(guān)。電刷屬標(biāo)準(zhǔn)件，制造廠可按電機(jī)規(guī)格的不同適當(dāng)選用;刷握和集電環(huán)選用不同的材質(zhì)對(duì)三個(gè)部件的配合會(huì)產(chǎn)生不同的效果，因此制造企業(yè)應(yīng)對(duì)刷握與集電環(huán)的材質(zhì)進(jìn)行深入研究，以改善電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能，減少電機(jī)故障的發(fā)生，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

［1]JB/T 2839—2005.電機(jī)用刷握及集電環(huán).機(jī)械工業(yè)出版社.