碳刷与换向器表面摩擦之薄膜图

碳刷与换向器表面摩擦之薄膜图
碳刷的选择！碳刷与换向器表面摩擦之薄膜图
1良好情形：
浅色薄膜：
换向器表面薄膜均匀，表示电机及碳刷运行情况令人满意，薄膜颜色的深浅主要受薄膜厚度之影
响，只要均匀即可。

2良好情形：
暗黑色薄膜表示换向器非常良好情况，薄膜颜色较图1深黑且相当均匀。

3尚可情形：
浅暗色片痕相错换向器并不是很好情形，根据经验得知电机长期在此种情况下连转结果尚令人满意。

其交错片数与电枢绕组有关，完全取决于每槽中的分绕组数。

4不良情形：
条痕薄膜但换向器无磨耗经常是电机于低负载操作下，碳刷数目过多或碳刷材质不对。

空气与环境状况亦是重要因素。

5不良情形：
不均匀薄膜不同密度与形状的欠调和颜色。

换向器在不干净或不正常的物理性状况造成。

6不良情形：
带有黑区只薄膜黑区可能是偶发的或有规则的分布，其原因可能是换向器欠真圆或是由于振动或是设备操作，轴承。

连接器等缺陷造成。

7不良情形：
换向器车修不良换向片的前后缘比中间部分低造成，这种情形换向器须做进一步保养。

8不良情形：
换向器车修不良换向片的中间部分比前后缘低，造成这种情形换向器须做进一步保养。

9不良情形：
条痕薄膜且换向器磨耗比例图1更严重的情形，碳刷材质，电机之操作和工作环境的不适当均会引起这种现象，必须注意早期的改善和修正。

10不良情形：
2倍极距之图纹换向器表面产生有规则之2倍极距的暗色图纹, 表示电枢故障, 可是在线圈、升压片，均压线圈之连接处有缺陷
11不良情形：
碳刷接触斑点电机长期存放碳刷在固定位置所致, 亦可能因电机长时间的卡机情况所致。

12不良情形：
换向片边缘燃损造成高云母图例表示换向器每槽均是高云母也可能只有一片发生。

高换向片或低换向片也会造成此种情况
13不良情形：
不规则亮点造成原因与电机过负载及碳刷压力不足有关, 碳刷火花在换向器表面产生不规则分布之斑点。

若不校正会在换向器上产生刻痕。

附件 1良好情形 2良好情形： 3尚可情形： 4不良情形：
5不良情形：
6不良情形： 7不良情形： 8不良情形：
9不良情形：
10不良情形： 11不良情形： 12不良情形：
13不良情形：
转发一个关于发电机滑环正负极发生反应的帖子，可以借鉴一下：
碳刷和滑环间工作面的磨损有两种：一是纯机械磨损；一是在电流作用下的电气磨损和机械磨损。

（1）纯机械磨损
碳刷和滑环表面相接触，由于弹簧压力作用和材料弹性变形的缘故，使直接接触部分互相嵌入。

当相对滑动时，当然有摩擦作用而形成磨损。

如果碳刷颗粒细软，则碳粉易被沾在滑环表面，使滑环成为具有亮滑的石磨镜面，碳刷的磨面也很光滑，两者的机械磨损都较小。

但如果碳刷质量不佳，颗粒粗硬，或甚至含有少数如金刚砂之类的硬质颗粒，则必然会对滑环表面进行刮割，使后者出现金属光泽或纹路，碳刷本身磨面也会出现硬粒脱落后而划出的纹道，这就使机械磨损大大增加。

（2）在电流作用下的电气磨损和机械磨损
在电流作用下，不仅有机械磨损，还有电气磨损。

所谓电气磨损，指的是由于电弧高温和放电等因素的作用，使极面材料受到损坏的情况。

而由于电气磨损影响极面，所以也会对机械磨损的程度产生影响。

由于电流通过碳刷和滑环的接触面，且其直接传导的部位不断变动，电流密度又很大，使一些点温度很高；又由于电弧的高温作用，会使两侧极面局部熔化、脱落，金属会变成金属蒸汽，碳刷则结构松化，受氧化腐蚀而脱落，此即电气磨损的表现。

但是，极性不同，磨损情况是不一样的。

在电弧作用下，阳极（正极）表面局部灼热而蒸发出“金属蒸汽”，使阳极表面损蚀，这叫“阳极蒸发”；阴极（负极）因受正离子撞击和高温作用发射电子，使阴极表面也遭受破坏，这叫“阴极粉化”。

由于阳极蒸发和阴极粉化的作用，碳刷和滑环由于电流方向不同会出现极性差别。

当电流由碳刷流向滑环时，此时碳刷为正极，滑环为负极，则结果是：碳刷面上发生微小程度的阳极蒸发，碳粒、石墨离子迁移到滑环表面，碳刷有电气磨损。

滑环表面有轻微的阴极粉化，并附着碳粒、石墨，成润滑、光泽的镜面。

由于滑环表面平滑，机械磨损较小。

当电流由滑环流向碳刷时，此时碳刷为负极，滑环为正极，则结果是：碳刷面上发生阴极粉化，电气磨损小。

滑环表面发生阳极蒸发。

大量金属蒸发，使其表面损蚀严重，同时，这些金属粒子也易附于碳刷磨损面上，反过来会使换向器表面严重磨损，出现条痕。

这种情况下，滑环表面粗糙，呈金属光亮，面间机械磨损大。

总的来说，当碳刷为正极时：碳刷电气磨损大，机械磨损轻微，滑环的电气磨损和机械磨损都很小；当碳刷为负极时，碳刷电气磨损小，机械磨损大，滑环的电气磨损、机械磨损都很大。

为了使磨损均匀一些，对于滑环，因为正环电流由碳刷流向滑环，碳刷正极性，滑环负极性，故正环磨损小；同理，负环磨损大，故两环极性应经常调换。

各电厂大修时常倒换正、负环的连接电缆，就是这个道理。

当没有电流时，碳刷磨面上的粗硬粒子易嵌入滑环表面，引起较大的机械磨损，甚至引起摩擦振动。

当流过电流时，碳刷磨面上的粗硬粒子被炸裂、粉化，沾在表面，减小摩擦，使机械磨损减小，并使碳刷运行十分平静。

所以，在正常电流情况下，电流对减小机械磨损还有好处。

但是，如果电流密度过大，则阳极蒸发严重，会使电气磨损加剧。

而电气磨损加剧后，使滑环表面粗糙化，碳刷表面附着金属粉，机械损耗又会增加，所以通过碳刷的电流密度应有一个限度。

至于弹簧压力，对磨损也有影响。

压力过小，碳刷和滑环表面接触不稳定，容易引起电
弧，使电气磨损增大。

压力过大，刷面的硬粒对滑环表面刮割严重，又会使机械磨损增加。

因此，弹簧压力要适中。