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微型电机集电装置材质选取
发布时间:2016-8-17   [打印]  [返回]
在矿山、冶金、水泥厂等职业中绕线转子异步电动机的集电环及电刷用于接通起动电阻,并在微型电机起动后将转子绕组短路。为削减集电环与电刷在全部运用期内的磨损和发热,集电环与电刷的挑选对绕线转子微型电机至关重要。
  1集电环结构集电环结构按其运用性质分为:全体塑料压铸式集电环(适用于小型微型电机);装配式集电环(中型微型电机);螺杆装配式集电环(中、低速大型微型电机);热套式集电环(适用于高速微型电机)。
  2集电环原料挑选依据导电功能、与电刷滑动触摸时,有必要具有的耐磨性和安稳的滑动触摸特性,以及机械强度的需求,滑环可用黄铜、青铜、低碳钢或中碳钢制成,高速微型电机的滑环用高强度合金钢(如35SMin)制成。关于腐蚀性场所,能够运用不锈钢滑环,但不锈钢的滑动特性不安稳,与电刷组合不适合通常使电刷发生跳动,简单形成电刷温升过高或异常磨损,尽量不选用此原料。
  集电环上金属环的直径和宽度,与经过电流的巨细、电刷数量、电刷尺度、散热面积及电刷所能承受的圆周速度等要素有关。金属环之间的距离应依据绕组电压所需绝缘距离及装置刷握、电刷等零件所需空间决议。当金属环外表的圆周速度为3070m/s时,金属环外表的气膜将致使电刷浮动,使电刷与金属环触摸不良,电流散布不均而呈现火花、电蚀,加快金属环的磨损和电刷发热。在金属环表加工出螺旋槽可防止此种状况发作。当集电环经过的电流达1000A以上时,金属环应开通风孔或加装电扇,以加强金属环的冷却。
  3电刷原料挑选电刷品种较多,大体可分为碳质电刷和金属质电刷两大类。因金属石墨电刷答应较大的电流密度,故可满意中低转速微型电机的需求。关于高转速的微型电机(例如2p微型电机)则应选用滑动特性和安稳特性好的天然石墨电刷。
  挑选电刷时,要归纳思考微型电机对电刷的技能需求和电刷的技能特性。电刷的技能特性包括触摸特性和理化特性。影响电刷触摸特性的要素主要有圆周速度、电流密度、施于电刷的单位压力及周围介质状况。电刷的触摸特性主要有触摸电压降和冲突系数。
  触摸电压降是电流经过电刷、触摸点薄膜、集电环的电压降。每一种电刷的触摸电压降都有其极限值。金属石墨电刷的触摸电压降比石墨电刷和电化石墨电刷的低。假如超越触摸电压降的极限值,滑动触摸点的电损耗将过大,并致使过热。
  对集电环来说,以选用触摸电压较低的电刷较为适合。
  冲突是电刷正常运转有必要思考的一个重要要素,它是发生热量的缘由之一。集电环外表薄膜的构成和功能,对冲突状况的影响比较显著,而它又受电刷和集电环的原料、触摸面状况和运转条件的影响。冲突状况通常用电刷的冲突系数衡量。当电刷数量越多,冲突系数越大和圆周速度越高时,冲突损耗也就越大。从机械损耗方面来看,用于高速微型电机的电刷,需求冲突系数为最小。
  剧烈的冲突会使电刷在运转过程中致使振荡,宣布噪声,并致使触摸不安稳。严峻时,可使电刷碎裂。
  电刷的理化特性主要有电阻率、硬度和灰分杂质。依据电阻率的巨细可粗略地断定电刷的适用范围。电阻率高的电刷适用于换向艰难的微型电机;中等电阻率的电刷适用于一般直流微型电机;低电阻率的电刷适用于低压微型电机。电刷的硬度和电阻率可归纳反映电刷质量和运用功能的一般状况。
  电阻率偏高而硬度偏低,阐明电刷的密度低,易发生较大的磨损。电刷中含有少数极纤细的灰分,能进步电刷的耐磨功能,但是,假如灰分杂质中含有少数硬质磨料颗粒,如碳化铁、碳化硅(即金刚砂),会把集电环外表划成沟槽,对微型电机损害极大。
  4实验验证依据集电环与电刷的特性,我公司先后经过选用不一样的电刷与集电环进行匹配实验,结果表明挑选0452B类型电刷与锡青铜或硅黄铜滑环相匹配较为适合。该电刷为金属石墨电刷,由铜粉和石墨粉混合制成,其电阻率较低、线速度较高、容许的电流密度较大,具有良好滑动特性,耐磨性等优点。要使所选的电刷与滑环到达最好匹配,对电刷要进行全体研磨,使电刷弧面与集电环外表根本吻合,其触摸面积应到达80.2005年我公司为普阳钢厂出产的YR560-41000kW微型电机,用户在试车时,微型电机运转半小时,电刷和集电环温度急剧升高,电刷刷辫变色不能运用。经剖析所用电刷与规划需求不符,滑环为锡青铜,应配0452B类型电刷,但现场实习运转中的电刷类型为HCTD247,纯石墨电刷,不能满意大电流的需求,更换成0452B类型电刷后,微型电机运转一切正常。
  5结语如何挑选沟通电动机的集电环与电刷,当前在国内外还没有一套成熟的经历,要想获得集电环与电刷匹配最好,还需做进一步的理论研究和实习作业。
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