电刷常识

你要了解碳刷的作用，你首先需要了解电能与动能转换的基本原理，也就是要了解电机的原理。发电的原理。

是磁场切割导线后，在导线产生电流。发电机是采用让磁场旋转的方法切割导线的。旋转磁场是转子，被切割的导线是定子。

为了让转子产生磁场，必须向转子的线圈输入厉磁电流。碳刷就是用来将厉磁发电机产生的厉磁电流送入转子线圈的。

只有换向器或者滑环的电机里面才有碳刷，普通的交流异步电动机是鼠笼结构，没有碳刷。电机就是电动机的简称，也就是马达。电机可分为直流电机和交流电机，直流电机由于转子的转动，需要根据线圈在恒磁场中的位置变化而不断切换电流的方向，所以直流电机的线圈需要一个换向器。

手用电钻里的电机（马达）为AC串激马达。

除了感应式交流异步电动机没有外。其他的电机都有，只要转子有换向环的都有。

碳刷在电机中的作用：

1.将外部电流(励磁电流)通过碳刷而加到转动的转子上(输入电流)

2.将大轴上的静电荷经过碳刷引入大地(接地碳刷)(输出电流)

3.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.改变电流方向(在整流子电机中，电刷还起着换向作用)

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。

为了提高直流电机的使用寿命、运转稳定性以及降低直流电机的噪声和电磁干扰，无刷直流电机有逐步取代有刷电机的趋势。

一般交流电机不用恒磁场，所以用不着换向器，也就无须电刷；但交流电机的体积一般都比较大。家用电器使用的电机一般都是交流电机，如电扇、洗衣机、冰箱、空调等都没有碳刷，但也有使用直流电机的，如许多的电动剃须刀、厨房小电器、电动自行车等都有碳刷，就是直流电动机（不包括无刷的）都有。使

用干电池的电机都是直流电机。

2005-01-08，某发电厂发生一起300MW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160mm×10mm的缺口；绝缘筒损坏，滑环小轴的摆度最大处超过

0.2mm。

在制造厂专家的指导下，采用锤击法对励侧主轴进行了矫正，将其最大弯曲度控制在0.03 mm以内；滑环、风扇和轴表面的损伤部位经车削或打磨并探伤合格，机组于1月18日22:35

修复并网发电。

2 原因分析

经过分析认为，碳刷与滑环接触面电阻增大造成了碳刷的接触压降增加，加上个别碳刷因卡阻失效，碳刷处于弱平衡状态，随着碳刷运行工况恶化，碳刷间弱平衡破坏，个别碳刷电流迅速增大，刷体发红膨胀卡死，温度升高后阻值增大，大电流转移到其它碳刷，并相继出现膨胀卡死，恶性发展导致滑环环火，这是本次事故的主要原因。

(1) 从未烧损的部分看，碳刷脏污现象非常严重，污垢使碳刷在刷握内产生卡阻，并污染

碳刷与滑环的接触面，造成碳刷与滑环接触电阻增大。

(2) 运行人员处理电火花故障的安全组织措施和技术措施落实不到位，运行过程中没有对

碳刷温度、碳刷电流分布情况进行有效监测。

(3) 未及时发现并更换异常碳刷，以至部分碳刷过短，在刷握内产生跳动，造成碳刷崩角，

引起碳刷与滑环之间的接触不良。

(4) 检查未被烧毁的新换碳刷发现，碳刷与滑环接触面打磨不良，实际与滑环接触面积大

约为20%，远小于检修规程规定的75%的要求。

(5) 新换碳刷虽然型号与原碳刷一样，但其刷辫在碳刷顶部侧面，原碳刷是在中间，而刷盒压簧为双卷U型结构，这样必然使压簧的一侧压在碳刷辫上，造成碳刷在刷握内倾斜，产生

卡阻，碳刷与滑环接触电阻增大。

3 防范对策

(1) 碳刷作为发电机本体的重要部件，运行人员应加强对碳刷的日常运行检查维护，将消除碳刷火花的被动管理改为控制碳刷电流分配和温度的主动管理，在生产现场配备测温表和直流钳表，运行值班员定期测量每个碳刷的温度及碳刷电流，碳刷电流控制在10～90A，刷体温度控制在不大于80℃，及时消除电流不平衡、气膜、氧化膜、卡阻，保证碳刷在强平衡状态工

作。

(2) 定期用小型风机吹扫刷架各部位，减少积灰，碳刷磨损掉1/3，必须更换，更换碳刷必须采用同型号、同厂家、同型式的产品。运行中出现个别碳刷断辫或冒火，可先减小励磁电流，

调整碳刷电流平衡后再换碳刷。

(3) 检修人员应在每次更换碳刷后的机组初次启动时，对发电机滑环、碳刷、压簧进行一次全面检查，发现有异常碳刷及时更换，确保碳刷可靠运行；机组有检修机会时须将滑环、碳

刷架拆洗干净。

(4) 新碳刷使用前必须打磨合格，以保证碳刷与滑环表面接触良好；压簧使用前应检查其

压力均匀，卡口卡入刷握内应牢固，无弹出现象，压簧无断裂、退火现象。

(5) 集中对发电机滑环、碳刷、压簧进行一次全面、系统的检查。

(6) 对励磁风道进行改进，增加一台冷却风机，将热风通过风道抽至厂房外，对降低碳刷

温度和减少积灰将产生明显效果。

采取上述措施以后，经过一段运行时间的观

察，励磁碳刷的运行状况比以前有了较大的改善，实现了无火花、刷辫无变色、无断辫运行。