浅谈电机电刷的故障与处理

浅谈电机电刷的故障与处理

摘要

根据自己所在实习单位工作，并且听些工作汇报和讲座，同时也在网上查找了一些相关材料与书籍。发现电刷是电动机中的重要部件之一，因而它的安全和正常对保证电机的稳定、可靠地运行起到非常重要的作用。而近些年，由于生产需要的不断增加，使得很多电机不得不长时间超负荷不间断的运转，电机中电刷的故障率也不断攀升，进而影响到整个电机的正常工作，使生产企业的经济利益甚至是社会效益受到损害，于此，电机中电刷的故障的原因分析与故障处理的方法逐渐被人们重视起来，以不断的研究与摸索总结归纳了电机电刷产生故障的原因和处理其的方法，以及防止其发生故障所要采取的必要措施。

关键词：电机，电刷，故障，处理，措施

目录

摘要 (1)

序言 (2)

1 电机电刷故障案例 (3)

2.电刷的定义 (4)

3电刷的作用 (4)

4 电刷的分类 (4)

4.1按电刷的使用对象分类 (5)

4.2按材质的软硬分类 (5)

4.3按电刷的颜色分类 (5)

4.4按电刷材料的不同分类 (5)

4.4.1石墨电刷 (5)

4.4.2电化石墨电刷 (5)

4.4.3金属石墨电刷 (6)

5 电刷产生故障的原因和处理 (6)

5.1电刷的颤震原因及处理 (6)

5.2电刷磨损不均匀的原因及处理 (6)

5.3电刷的火花产生的原因及处理 (7)

6防止电机电刷产生各种故障的措施 (7)

7 结束语 (8)

序言

换向器由电刷和换向环组成，碳刷就是电刷的一种。由于转子的转动，电刷始终与换向环进行摩擦，且在换向的瞬间还会产生电火花灼蚀，所以电刷是直流电机里的易损件。碳刷的作用主要是对金属磨擦的同时导电；它不象金属对金属磨擦导电时一样；金属对金属磨擦导电时；磨擦力可能会增大；同时交接的地方可能会烧结在一起；而碳刷则不会；因为碳和金属是两种不同的元素；它的用途多半都用在电动机上；型状是多种多样的；有方的有圆的等等……

碳刷适用于各种电动机、发电机、轮轴机。具有较好的换向性能，使用寿命长。碳刷是用于电机的换向器或滑环上，作为导出导入电流的滑动接触体，它的导电，导热以及润滑性能良好，并具有一定的机械强度和换向性火花的本能。几乎所有的电机都使用碳刷，它是电机的重要组成部件。广泛适用于各种交直流发电机，同步电动机，电瓶直流电动机，吊车电机集电环，各型电焊机等等。随着科学技术的发展，电机的种类和使用的工况条件越来越多样化，因而需要有各种不同品级的电刷来满足这些要求，故电刷的种类也随着电机工业的发展而越来越多，而对于电刷的故障排除与维修也提出了更高的要求。

1 电机电刷故障案例

2005-01-08，某发电厂发生一起300 MW发电机滑环着火引发励侧主轴弯曲事

故。19:45，运行值班员接班前检查3号发电机碳刷滑环运行正常，滑环冷却风温正常(27℃)。20:28，巡检发现3号发电机碳刷打火，遂降负荷进行处理；20:34，因环火严重，处理无效，打闸停机。

停机后检查发现，内侧滑环碳刷、刷握、刷盒已全部烧毁，内侧滑环、刷架与滑环风扇罩之间绝缘板局部烧坏。进一步解体检查，风扇风挡严重烧坏，风叶内侧的边缘凸起已经磨光；内侧滑环与轴颈之间烧出一个160 mm×10 mm的缺口；绝缘筒损坏，滑环小轴的摆度最大处超过0.2 mm。

2.电刷的定义

电刷是电动机或发电机或其他旋转机械的固定部分和转动部分之间传递能量或信号的装置，用于换向器或滑环上，作为导入导出电流的滑动接触体。它的导电，导热以及润滑性能良好，并具有一定的机械强度和换向性火花的本能。几乎所有的直流电机以及换向式电机都使用电刷，它是电机的重要组成部件。它一般是纯碳加凝固剂制成，外型一般是方块，卡在金属支架上，里面有弹簧把它紧压在转轴上，电机转动的时候，将电能通过换相器输送给线圈，由于其主要成分是碳，又称为碳刷，它是易磨损的。应定期维护更换，并清理积碳。电刷的样子有点像擦铅笔的橡皮条那样，顶上有导线引出。体积有大有小。碳刷作为一种滑动接触件，在许多电气设备中得到广泛的应用。产品材质主要有电化石墨，浸脂石墨，金属（含铜，银）石墨。

3电刷的作用

1、将外部电流(励磁电流)通过电刷而加到转动的转子上(输入电流) 电机电刷

2、将大轴上的静电荷经过电刷引入大地(接地电刷)(输出电流)

3、改变电流方向(在整流子电机中，电刷还起着换向作用)

4、将大轴(地)引至保护装置供转子接地保护及测量转子正负对地电压

4 电刷的分类

4.1按电刷的使用对象分类

可分为汽轮发电机用电刷，轧钢电机用电刷，牵引电机用电刷，汽车拖拉机用电刷，电动工具用电刷，飞机电机用电等。

4.2按材质的软硬分类

可分为软质电刷，中硬质电刷和硬质电刷。

4.3按电刷的颜色分类

一类是有色电刷，即金属石墨电刷；一类是黑色电刷。有色电刷中，含有色金属，主要是铜粉、银粉、其次是铅粉、锡粉、氧化铅粉等，余量为鳞片石墨粉。黑色电刷选用石油焦、沥青焦、炭黑、木炭以及天然石墨粉等，加入部分粘结剂（如煤沥青、煤焦油和人造树脂等）制造的。

4.4按电刷材料的不同分类

可分为，石墨电刷，电化石墨电刷，金属石墨电刷。

4.4.1石墨电刷

它是在天然石墨中加入沥青、煤焦油等粘合剂混合压制而成。它质地软，润滑性能较好，摩擦系数低，但因含杂质较多而易使整流器受损。一般适用于整流条件正常、负载均匀的电机。

4.4.2电化石墨电刷

它是由石墨、焦炭等作原料，近2500℃以上高温处理而制成。其性能优良，故使用范围广，可用于各类型的电机及整流条件较困难的电机上。

4.4.3金属石墨电刷

它是在石墨中渗入铜及少量锡、铅等金属粉末混合而制成，具有优良的导电性，载流量大，特别适合交流绕线失异步电动机和电电流直流电机

5 电刷产生故障的原因和处理

5.1电刷的颤震原因及处理

导致原因处理方法

A．由换向片或云母突出导致电刷的震颤，处理方法为紧固换向器，下刻云母B．由刷握离开换向器或离集电环太远导致电刷的震颤，处理方法为调整刷握至换向器的距离为2毫米

C．由换向器或集电环椭圆导致电刷的震颤，处理方法为车削或重新研磨换向器或集电环

D．由刷握安装松动导致电刷的震颤，处理方法为安装紧固片

E．由电刷在刷握内太松导致电刷的震颤，处理方法为如果刷握磨耗，需更换新的

F．由于电刷型号不合适导致

5.2电刷磨损不均匀的原因及处理

导致原因处理方法

A．由电机过载导致电刷磨损不均匀，处理方法为降低和限制电机负荷

B．由换向器或集电环上有油污导致电刷磨损不均匀，处理方法为清扫换向器或集电环

C．由电刷和刷杆间的电阻不均等导致电刷磨损不均匀，处理方法为清扫和紧固连接处

E．由电刷接触面有磨蚀粒子导致电刷磨损不均匀，处理方法为新磨合和清扫电刷表面

F．由电流分配不均匀导致电刷磨损不均匀，处理方法为调整电刷压力