【摘要】隨著社會經濟的不斷發(fā)展，在石化等企業(yè)中對大型高壓同步電動機的需求量越來越大，同步電動機能否正常運行直接影響著企業(yè)的生產發(fā)展。在同步電動機中，集電環(huán)是非常重要的一項技術，一旦集電環(huán)發(fā)生故障，同步電動機的運用就會受到影響，給企業(yè)正常的生產發(fā)展帶來較為嚴重的影響。本文對當前同步電動機集電環(huán)技術進行了較為細致的分析、研究與探討，對同步電動機集電環(huán)技術的改造進行了探討，旨在提高同步電動機的運行效率，從而提高整個企業(yè)的生產效率，促進企業(yè)的健康、長效發(fā)展。

【關鍵詞】同步電動機；集電環(huán)技術；技術改造

引言

同步電動機同異步電動機的定子繞組一樣，是一種交流電機[1]。同步電動機的定子繞組與轉子旋轉的速度產生出來的旋轉磁場的速度是一樣的，因此叫做同步電動機。因為同步電動機的定子繞組與轉子旋轉的速度產生出來的旋轉磁場的速度是一樣的，所以就相位來說，同步電動機產生出來的電流是超前于電壓的[2]。也就是說，我們可以把同步電動機看成是一個容性的負載物，在大多數情況下，我們都可以對同步電動機的供電系統(tǒng)功率因素進行改進。集電環(huán)又可以稱之為滑環(huán)、導電環(huán)、匯流環(huán)以及集流環(huán)等。我們可以把集電環(huán)運用在有連續(xù)旋轉要求，又可以將旋轉位置與固定位置之間的信號與電源進行傳輸的機電系統(tǒng)中[3]。同步電動機在運行的過程中，對集電環(huán)技術的要求比較高，稍不留意，受電、熱以及各種機械力的作用影響，轉子的集電環(huán)絕緣結構便會發(fā)生變異，特別是碳刷室內的碳刷與集電環(huán)發(fā)生相互摩擦之后，非常容易產生殘余的碳粉。如果集電環(huán)的固定螺栓與外側面之間聚集了過多的碳粉，爬電的現(xiàn)象便非常容易產生，從而造成集電環(huán)接地故障，影響到整個企業(yè)的生產發(fā)展[4]。因此，對同步電動機集電環(huán)技術進行改造具有一定的意義以及重要性。

1、云母片尺寸和數量的計算

根據下列的公式（1）與（2）可以計算出L（云母片的長度）與N（每個內套所需要的云母片數）[5]。

在公式（1）與公式（2）中，車削后的云母厚度用δ/表示，通常取用6毫米；云母片的厚度用δ表示；在進行包扎時兩云母片之間邊緣相錯的距離用T表示，通常取用9-19毫米的；內套的直徑用D表示。

2、制作工藝

首先，需要使用的云母片可以用剪床剪出來，集電環(huán)的內、外表面以及內套要用酒精進行消毒與清潔，還要在內套的外圓表面涂刷上一層1231的蟲膠漆。其次，在加熱云母片的時候，要把云母片加熱到59-90℃，具體溫度為加熱到其軟化為止，然后在內套的外圓表面上快速敷貼上云母片，而且要讓內套的下端面與底邊對齊，云母片的上邊要比內套上端面高出4-12毫米[6]。此外還得保障第一片云母與第二片云母之間相錯的節(jié)距為T，內套上都要依次貼上其他云母片，而且要將云母片壓緊在全部的表面中。再次，要在云母套外圓表面上包扎上兩層石蠟電化紙，并且用玻璃絲帶將其扎緊，然后在壓模底座上放置好已經包扎好的云母內套、活動塊以及已經套裝好的壓模外環(huán)。第一次對油壓機進行加壓的時候，其壓力要達到5MPa。最后，要把壓模與已經裝好的內套一起放置到可調的電爐中，并讓其逐漸升溫。如果內套的云母層的溫度已經上升到了128±6℃，就要立馬從電爐中拿出壓模，并將其放置到油壓機的臺面上，對其進行第二次的加壓，其壓力要求為58MPa，加壓的時間為50分鐘。第二次加壓過后，要把壓模再一次放置到可調的電爐中，并用150℃±16℃的溫度，對其進行烘焙，烘焙時間為三小時。烘焙完成之后，再從電爐中將其取出來，并再次放置到油壓機的臺面上進行第三次加壓，壓力的強度必須達到9.0MPa，加壓的時間最好是兩個小時。等到壓模自然冷卻到室溫之后，將壓模打去并拿下已經壓好的內套。

除了以上講述的制作工藝要素之外，還要對內套上是否已經緊貼上了云母進行檢查，在使用金屬對絕緣表面進行敲打的時候不可以發(fā)出啞聲，而且在絕緣層的表面絕對不能有起層或者粘合不牢的情況出現(xiàn)[7]。然后將內套放置到車床進行車削，其旋轉的方向應該和云母粘貼的方向是一樣的。在進行車削的時候，應該找正好基準點，通常都是運用內套內圓的表面，進刀的量也應該盡可能地小，以免云母層起皮，出現(xiàn)云母片脫落的現(xiàn)象，圖紙的尺寸也要十分地注意，還要對云母片兩端的絕緣層并倒角進行切除。把內套放置到平臺上，擦除干凈云母的表面，而且還要將四個登高的鋼墊塊均勻地放置到內套的周圍。

此外，還要對集電環(huán)的倒角和內徑進行檢查，為了達到讓其膨脹的目的，可用氣焊的方式進行加熱，隨時運用卡尺對集電環(huán)的內徑進行檢測。如果集電環(huán)的倒角、內徑與內套的外徑尺寸相同的話，就在內套上使用銅棒將其均勻地打入到集電環(huán)中。在集電環(huán)的倒角和內徑還在熱膨脹的狀態(tài)中應該講電機轉軸快速地安裝到集電環(huán)中，并采取讓其自然冷卻的方式進行冷卻。在安裝的過程中，還要特別注意轉子在引線中所處的位置。將1231蟲膠漆涂刷在外套貼壓的兩端的時候，要使用順時針的方式將其包纏緊，并運用4毫米的綁線。包扎好之后，要再刷上一層蟲膠漆，其表面要用上玻璃絲帶進行捆扎，并扎緊，最后再刷上一層蟲膠漆。

3、改造效果

對同步電動機集電環(huán)技術進行改造的時候，通常采用的都是內套云母法與鑲套法。使用鑲套法的時候，非常容易發(fā)生熱變形的現(xiàn)象，導致出現(xiàn)碳刷損壞的局面。碳刷一旦損壞，其接觸性能便會變差，過多的電磁便會產生出來，嚴重影響到同步電動機集電環(huán)的使用壽命。另一方面，停車的次數過多，就會產生較大的勵磁電流波動的現(xiàn)象，影響到整個企業(yè)的生產發(fā)展。

在使用內套云母法的時候，集電環(huán)將被緊緊地套牢住，碳刷便不會出現(xiàn)容易損壞的現(xiàn)象。當碳刷表現(xiàn)出了良好的接觸性能，企業(yè)在電火方面的花費就會減少，在節(jié)省經濟成本的同時也延長了碳刷以及同步電動機集電環(huán)的使用壽命，也能從根本上降低停車的次數。運用內套云母法在勵磁電流方面表現(xiàn)出來的波動也是比較穩(wěn)定的。

4、結語

綜上所述，同步電動機同異步電動機及定子繞組一樣，是一種交流電機，其定子繞組與轉子旋轉的速度產生出來的旋轉磁場的速度是一樣的。同步電動機在運行的過程中，對集電環(huán)技術的要求比較高，一旦集電環(huán)發(fā)生故障，同步電動機的運用就會受到影響，給企業(yè)正常的生產發(fā)展帶來較為嚴重的影響。因此，對同步電動機集電環(huán)技術進行探討與研究具有非常重大的意義以及必要性。

參考文獻

[1]張杰.同步電動機集電環(huán)接地故障分析及處理[J].中小型電機，2012（09）：48-50.

[2]何金奎.同步電動機運行中的常見故障及對策[J].礦山機械，2008（20）：103-104.

[3]薛宇鵬.同步電動機集電環(huán)技術改造[J].蘭化科技，2009（01）：161-162.

[4]李伏書.中型繞線型電動機集電環(huán)振動和發(fā)熱的原因及對策[J].水泥2010（02）：98-100.

[5]趙國連.化肥行業(yè)合理使用同步電機的幾個問題[J].河北化工，2010（02）：67-68.

[6]滕支武.大型同步電機在石化裝置的應用[J].石油和化工設備，2007（01）：132-134.

[7]吳銀龍，常寶利.淺談繞線轉子電機集電環(huán)與電刷的選取[J]防爆電機2006（04）：143-145.