集电环运行过程中冒火问题分析
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集电环也叫导电环、滑环、集流环、汇流环等。它可以用在任何要求连续旋转的同时，又需要从固定位置到旋转位置传输电源和信号的机电系统中。如，绕线转子三相异步电动机的集电环，通过碳刷和电机的转子引线构成一个相对独立的集电环系统。对于该系统，集电环表面粗糙度以及与碳刷的配合程度都是质量控制的关键。 在电机运行过程中，缘于碳刷材质的特殊性，碳刷会因为磨损衍生出碳粉，这些碳粉会不同程度地堆积在集电环表面，特别是在湿热环境中，可能会影响电机的正常运行;对于电机运行环境不好的情况，可能还会有一些外界的粉尘异物污染集电环，同样会造成环体打火问题。因而，除集电环加工过程的粗糙度控制外，还必须定期进行环面的清洁处理，对于大型的集电环，会在环面加工螺旋状的沟槽，保证电机运行过程中碳刷磨损粉尘的合理走向。 集电环的实际应用效果 集电环的材质要求机械强度大，并且是良好的导电体，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。 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。 集电环环火事故因素 ●碳刷质量不良,过热时碳刷容易碎裂,大量碎屑导致碳刷与集电环之间拉弧; ●靠近集电环的发电机密封瓦处漏氢; ●集电环冷却风进风口滤网堵塞,抽风量减小,影响集电环表面冷却效果; ●电机密封油泄漏,以及碳粉排出不畅,油气与碳粉混合物污染集电环室; ●碳刷与集电环表面接触不良,集电环表面及碳刷组件过热等。其中,碳刷与集电环接触不良是导致集电环环火烧损事故的主要原因。碳刷与集电环接触不良引发局部打火,造成集电环温度升高,碳刷接触恶化,励磁电流在碳刷间分配不均,导致环火。碳刷与集电环表面接触不良通常难以发现,引起集电环环火事故经历时间相对较短,因此难于及时处理。 |
