电动机碳刷日常巡检及检修培训资料

电动机碳刷日常巡检及检修培训资料
日常巡视
一、每天都应对碳刷和滑环进行检查，日常巡检项目有：
（1）碳刷的磨损长度不超过2/3。

当碳刷的磨损长度超过2/3(即碳刷的顶部与刷握的顶部在同一平面)时，必须将其更换。

（2）碳刷无冒火花情况。

碳刷刚开始打火花时，就要查找原因，及时消除。

（3）碳刷无偏移滑环外侧现象，碳刷的边缘无崩裂情况。

（4）碳刷刷辫与刷架和碳刷的连接良好，无发热及碰触刷握的情况。

（5）碳刷在刷握内无跳动、摇动或卡涩的情况。

（6）定期用直流钳型表测量各碳刷的电流分担均匀，用红外线测温仪测量碳刷有无过热现象，如有异常应及时更换。

（碳刷正常运行中的温度一般在
50℃～80℃，（温升40℃左右），碳刷电流分布整体比较平衡，每块碳刷工
作电流在20A～100A。

）
（7）弹簧压力正常，无变形和断裂现象。

正常时各碳刷所受压力应均匀稳定，其单位压力通常在1．1kg～2．5kg之间，各碳刷之间的不均压力
差应在5%以内。

（8）刷握与滑环的距离符合规定值。

刷握与滑环的距离：2～4 mm。

（9）滑环表面应无变色、过热及磨损不均现象，滑环表面温度应不大于120℃。

（10）刷握和刷架上有无积垢。

若积垢较多应用刷子扫除或用压缩空气吹扫。

故障处理注意事项：
1.为保障电机的正常运行，正确选择电刷型号是十分重要的，由于制造电刷
时所选用的原材料和工艺不同，其技术性能也有差异。

因此在选择电刷时，
应该综合考虑电刷的性能和电机对电刷的要求。

电刷使用性能良好标志应该为：
a 在换向器或集电环表面能较快形成一层均匀、适度和稳定的氧化薄膜。

b 电刷的使用寿命长，并不磨损换向器或集电环
c 电刷具有良好的换向和集流性能，使火花抑制在允许的范围内，并且能量
损耗小。

d 电刷运行时，不过热，噪音小，装配可靠，不破损。

2.当碳刷出现以下几种情况时应进行更换：
a、磨损严重（不足原长的1/3）；
b、损坏严重；
c、碳刷与滑环接触面不足70%。

3. 电刷装入刷握内要保证能够上下自由移动，电刷与刷握内壁的间隙在0.1-0.3
毫米之间，以避免电刷和刷握之中因间隙过大产生摆动。

刷握下边缘距整流子表面的距离应该保持在2毫米左右。

如距离过小，刷握容易触伤换向器，距离过大，电刷易颤动而导致破损。

4.在同一台电机上，原则上应该使用同一种型号的电刷，但对于个别换向特别
困难的大中型电机，可采用双子电刷，其滑入边采用润滑性能好，滑出边采用抑止火花能力强的电刷，从而使电刷的运行得到改善。

5.电刷磨损到一定程度要更换新的电刷，电刷最好一次全部更换，如果新旧混
用，可能会出现电流分布不均匀的现象。

对于大型机组，停机更换电刷，势
必影响生产，可以选择不停机，通常电机厂家建议的做法是：每次更换20% 的电刷（即每台电机的每个刷杆的20%），每次间隔时间为1-2周，待磨合再逐步更换其余电刷，以保证机组的正常连续运行。

6.为了使电刷与换向器接触良好，新电刷应该进行磨弧度，磨弧度一般在电机
上进行。

在电刷与换向器之间放置一件细玻璃砂纸，在正常的弹簧压力下，沿电机旋转方向研磨电刷，砂纸应该尽量粘紧换向器，直至电刷弧面吻合，然后取下砂纸，用压缩空气吹净粉尘，再用软布擦拭干净。

研磨电刷不宜采用金刚砂纸，以防金刚砂颗粒嵌入换向器槽内，在电机运行时，擦伤电刷和换向器表面。

磨弧后，电机先20-30%以负荷运转数小时，使电刷和换向器磨合，并建立均匀的氧化薄膜。

再逐步提高电流至额定负荷。

7.施于同一台电机各电刷的单位压力应力求均匀，以免电流分配不均，导致个
别电刷产生过热和火花。

电刷的单位压力应按“电刷技术性能表”来选择，通常电刷单位压力过高，是电刷的磨损加剧，单位压力过小，接触不稳定，容易出现机械火花。

8.集电环表面有毛刺，起麻点的，可先用油石细锉打磨，再用零号抛光砂布清
除毛刺和麻点，对集电环被火花严重灼伤的，如深度超过1mm，损伤面积占总面积20%~30%以上时，可以对集电环采用精车的办法解决。

精车后用零号砂布包在扁锉上研磨工作面，再用砂布背面紧贴集电环表面进行抛光，最后蘸有少许机油的旧砂布进行精抛光，使表面粗糙度Ra在1.6~0.8m之间。

个案分析：
在我厂已经多次出现105烧结同步高压主风机，发电机等碳刷滑环发热甚至发红，（发热时电刷和集电环温度高达100℃以上，最严重时达到200℃～300 ℃。

此时碳刷工作状态越来越差，碳刷电流分布很不均匀，少数碳刷电流达到300A，而另一些碳刷电流接近于零。

大量碳刷出现不正常的跳动或卡
涩，并出现大量火花，刷辫烧断或脱辫；碳刷与滑环摩擦声音变得尖锐刺耳。

）造成设备事故停机处理。

故结合几次事故的现象，分析原因如下：1、引起碳刷发热的因素碳刷发热由3部分组成：碳刷自身电阻发热，碳刷接触
压降发热和磨擦发热。

碳刷自身电阻发热功率：W1＝I×I×R 碳刷接触压降发热功率：W2=I△E 磨擦发热功率：W3=Fv 其中：I――流过碳刷的电流；R――碳刷电阻；△E――接触压降；F――碳刷压紧力；V――碳刷与滑环的相对运动速度。

2、碳刷发热的原因：
2.1 无功过负荷通过碳刷的电流太大使自身电阻发热增加。

（主要是发电机）2.2 碳刷使用过程中电阻值逐渐增大碳刷使用过程中电阻值逐渐增大，电阻
值的增大使碳刷的电阻发热增加。

2.3 碳刷卡阻碳刷通过电流后发热，刷体膨胀，易卡在刷握，这时拉动刷辫
感觉很紧；部分碳剧由于振动、刷握不垂直等原因，会在刷握一侧的上沿和另一侧下沿产生明显卡阻，这几种形式卡阻，用钳表仍可测得电流，容易被误导（刷辫处磁场较强，测量方法不同，钳表测得数值误差大，测量值只作定性分析），碳刷却已经失效，致使其它碳刷分配的电流增加，电阻发热增加。

2.4 碳刷压力减小非恒压碳刷，压紧弹簧后碳刷接触压降小，发热少，在碳
刷磨短后，弹簧压力明显减少，压力小到一定程度，接触不稳定，接触压降增大，接触压降发热明显增加。

2.5 碳刷接触面形成气膜碳刷在允许最大速度下运行，很容易在碳刷接触面
产生气膜和跳动，流过碳刷的电流不稳定。

在滑环表面开凹槽和磨花碳刷接触面可破坏气膜，但开凹槽使碳刷实际的接触面积减小。

接触压降
发热明显增加。

2.6 滑环氧化膜的形成滑环氧化膜太厚，使碳刷接触电阻大大增加，励磁电
流分流到其它回路电阻小的碳刷上。

2.7 电流平衡的破坏一般情况下，非恒压弹簧碳刷新换上和压紧弹簧，碳刷
与滑环接触面的接触紧力较大，即接触压降小，所有碳刷工况相近，每
条碳刷的电流接近相等，刷体的平均温度较低，碳刷间电流相对稳定平
衡（称作强平衡）。

运行一段时间后，碳刷的磨损量相近，但出现了氧化
膜、气膜、卡阻等因素，碳刷磨短了或弹簧压力降低了，碳刷接触面的
接触紧力减小，碳刷间电流二次再分配，每条碳刷的电流差别增大，处于
不稳定平衡（称作弱平衡）。

这个阶段时间长，逐渐变化，不容易引起警觉。

当环境温度升高或励磁电流增加时，随时可造成弱平衡破坏。

发热严重时应急处理：
（1）当温度升高达到120℃以上，采取更换碳刷或调整刷握的措施已经不能降低整体温度，因为新换碳刷与滑环接触面积较少且不光滑，加上在这种恶劣工作环境下，无论分配的电流多少，热传导使其温度短时间很高，因此不能良好工作。

另外由于整体温度较高，所有碳刷、刷握的工作条件很差，温度短时不但不能降低，而且将可能继续升高。

此时最重要的措施是找出故障起因，降低工作温度，改善碳刷、刷握的工作条件。

（2）采用拔除故障碳刷的方法
①如果正常运行中，工作电流和环境温度变化不大，而碳刷温度严重升高，部分
碳刷出现振动，这种情况主要可能是因为少量碳刷故障引起（如电阻增大、弹簧压力减小、，碳刷卡涩、碳刷断辨等）。

此时应准确判断出引起发热的碳刷，将其拔除，消除“害群之马”。

使其他运行正常的碳刷重新正常工作，进入正常平衡状态。

这种做法的关键是做出准确判断，故障碳刷一般表现为振动较大，
电流较大，其温度高于整体温度。

如果不能判断或判断不准确，可以用试验的方法每隔一段时间依次取出一把碳刷，直至整体温度出现明显降低。

待系统温度恢复正常后，再将所取出碳刷处理良好重新装上。

②效果分析
碳刷设计上有很大余度，故拔除少量碳刷不影响正常运行，拔除故障碳刷一方面去除了发热严重的碳刷，抵制了温度进一步升高，另一方面消除或降低了产生振动的因素。

（3）采用涂抹凡士林的方法
①用洁净的软毛刷蘸取少量的干净的凡士林，轻轻地涂于滑环表面；或者取下
刷握将凡士林涂于碳刷顶部。

涂抹凡士林时切记注意安全，要做到少量多次均匀。

在很多次出现严重发热时，碳刷与滑环温度升到300℃以上，整体温
度很高，电流分布很不平衡。

碳刷有轻微抖动现象。

我们在碳刷和滑环涂抹少量凡士林，经过几分钟后温度由300多度迅速降低到80℃左右；又过了几
分钟降到了60℃左右，恢复了正常。

由此可见，此种方法是卓有成效值得一试的，尤其是振动为引起发热主导因素的机组，可以有效减轻振动效应。

通过处理，避免了不必要的停机事故。

②功能分析
凡士林为油壮物质，常用作润滑剂。

具有良好的粘附性、抗水性、拉丝性、低温性和化学安定性，用于金属零件、机器的防锈和橡胗软化剂。

外观为淡褐色至深褐色均质无块软膏，滴熔点为45℃-80℃，运动粘度(100℃)10~30mm2/s。

闪点（开口）不低于190℃。

由其性能特点可见，涂抹凡士林，使碳刷得到很好润滑，大大降低振动，使接触部位得到良好接触，同时滴熔时也吸收了少量热量；清除了滑环上部分碳粉和灰尘。

改善了碳刷的工作条件。

所以可以
很快降低整体温度。

个案碳刷设备运行中更换步骤:(针对于105烧结同步电机）
一，准备工作：
1、观察电机碳刷工作情况，测量电机碳刷温度及电流，认真分析做出更换处理的碳刷数量及位置；
2、根据现场情况，准备好需要的工具、材料、安全设施，认真核对碳刷的型号及方式应与原有碳刷相同，如有区别应上报领导后认真分析再做决定；
3、对新的碳刷认真检查，确保无破损与质量问题，再用合适的沙布进行研磨；
4、通知操作人员，说明要更换的原因与所需要时，告诉其要注意的情况与要配合的事情；
5、通知操作人员减少碳刷电流，提供合适的检修条件；
6、等待条件具备；
二、更换碳炭
1、碳刷拆除一只，
2、观察检查其他碳刷的运行情况，检查相应位置刷握与弹簧情况，发现破损应更换；
3、碳刷上装一只；
4、观察检查新碳刷的运行情况及温度与电流，检查相应位置刷握、弹簧与碳刷的配合情况；
5、按上步骤依次更换应换的碳刷，
三、运行检查
1、碳刷更换完成后，在低电流的情况运行，检查测量应正常；
2、分阶段加大工作电流，检查测量碳刷工作应正常，
3、工作电流达到生产要求值后，认真检查观察30分钟后无问题后方后离开，
4、运行中如故障现象没有消除，应报告主管领导，如故障现象有恶化应马上彩取相应的临时措施（减少运行电流或增加压力）后报告相关领导，如出现烧红、冒烟、严重打火等现象时应马上停机处理。

四、现场清理并通知操作工检修完成。