浅谈发电机集电环发热现象及处理意见

3.0 闻远设计 2025-03-23 45 4 13.3KB 2 页 5光币

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浅谈发电机集电环发热现象及处理意见

电刷在集电环上运行时，在其接触面上形成一层均匀、适度、稳定的氧化膜，这是电机运行良

好的主要标志之一。因为这层氧化膜的存在，改变了电刷与集电环的接触特性、减少了摩擦、

降低磨损、延长使用寿命。氧化膜是一种复合薄膜，其组成成分与电刷型号及集电环的材料成

分有关。氧化膜的正常厚度在 8－100nm 的范围内，一般为 25nm.用电子显微镜观察发现，电

刷与集电环接触面是由无数个点相接触，一般接触面只有电刷总面积的千分之几左右。接触面

积的大小，由电机的转速、集电环材质的硬度、加工精度、偏摆度、电刷的材质、电刷上的压

力大小等因素来决定。

有研究发现，外加电压小时，氧化膜绝缘，当电压升高到一定值时，氧化膜被击穿。当击

穿后，不管电流如何增加，由于导电点的增加、导电面积的扩大，则接触电压保持恒定。

氧化膜具有非常好的润滑性能，电刷与集电环接触表面起润滑作用的润滑层主要是石墨

膜，这层石墨膜，将电刷与集电环分开，使摩擦在石墨润滑层间进行，降低了摩擦系数，减少

了摩擦热的产生，减少了电刷的磨损。电刷的过热故障，很多情况是由于氧化膜被破坏且无法

重新建立导致的。

一、电刷及集电环常见故障的原因及解决办法

电刷在运行中最常见的故障为发热、产生火花、严重的烧损电刷刷握及集电环。从产生过

热故障的原因看，主要有以下几个方面：

1、由于通风不良导致的发热：通风不良主要是因为冷却风道堵塞，集电环表面通风沟、

通风孔堵塞、循环风扇风量下降等原因，尤其是当运行中集电环表面温度过高时，导致电刷磨

损加剧，碳粉积聚增加，有可能会堵塞上述集电环表面的散热通道。因此在大小修时，应对集

电环表面通风沟、孔以及冷却风道滤网进行清理，保持通畅。对于经过多次车削的集电环，如

果集电环表面的通风沟高度不到 5mm，已经车削到径向限制孔时，就应当按照说明书根据最小

使用外径进行更换，以保证集电环的机械及散热可靠性。

2、由于接触电阻过大或分布不均匀而产生的发热：集电环和电刷是通过相互滑动接触导

通励磁电流的，根据容量及型号的不同，每个集电环上大约分布着数十只电刷，由于接触电阻

的不同，电流分配的差异，会导致发热不均匀，有以下几个原因：（1）电刷与滑环表面接触

电阻、电刷与刷辫接触电阻、刷辫与刷架引线接触电阻过大。可通过测量单个电刷总压降、电

刷接触压降、刷体压降、联结压降、刷辫压降进行相互间对比来检查。同时检查回路中各螺丝

是否紧固。检查电刷接触面的清洁程度，是否存在油污污染。（2）电刷压力不均匀或不符合

要求，可能有电刷过短、弹簧由于过热变软老化失去弹性等原因。应使用弹簧秤检查电刷压

力。恒压弹簧应完整无机械损伤，压力应符合其产品的规定，同一极上的弹簧压力偏差不宜超

过5％；非恒压的电刷弹簧，有规定时压力应符合其产品的规定，当无规定时，应调整到不使

电刷冒火的最低压力，一般为 140－250g/cm2，同一刷架上每个电刷的压力应均匀。（3）集电

环与转子引线接触电阻过大，这种情况应对集电环与转子引线间的紧固螺丝进行加固。（4）

电刷材质不良、导电性能差、使用的型号不符合要求或者使用了不同型号的电刷。同一电机上

应使用同一型号、同一制造厂的电刷，对于外观检查有明显差异的电刷应更换。

3、由于机械及摩擦等原因造成的过热：集电环与电刷过热故障中，很大一部分是由于机

械及摩擦等原因导致的过热，如果在开机时还未加励磁，就已经发现集电环与电刷温度高，或

者在运行中温度过高，拔出几只电刷后，温度反而降低，那就基本可以肯定是由于机械及摩擦

原因导致的。机械及摩擦导致发热的情况很复杂，主要有以下几个方面：（1）电刷接触面研

磨不良或运行中一次更换过多的电刷。运行中更换电刷，在同一时间内，每个刷架上只允许更

换1－2个电刷。换上的新电刷应事先在与集电环直径相同的模型上研磨好，且新旧牌号须一

致。如果在大修时一次更换的电刷很多，应当在投运前冲转时，为电刷表面形成氧化膜留够充

足的时间。（2）电刷与集电环接触面过小，接触面积一般不应小于单个电刷截面的 75％。

（3）电刷在刷盒中摇摆或动作卡涩。电刷在刷握内应能上下自由移动，其间隙应符合产品的

规定，当无规定时，其间隙可为 0.10－0.20mm.电刷外形要方正，上下端尺寸误差不得大于

0.05mm.（4）刷握与集电环表面间隙过大。由于电刷材质较脆，当刷握与集电环表面间隙过大

时，运行中电刷不能整体接触集电环，与集电环呈斜面接触，容易造成电刷崩裂的情况。刷握

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摘要：

浅谈发电机集电环发热现象及处理意见电刷在集电环上运行时，在其接触面上形成一层均匀、适度、稳定的氧化膜，这是电机运行良好的主要标志之一。因为这层氧化膜的存在，改变了电刷与集电环的接触特性、减少了摩擦、降低磨损、延长使用寿命。氧化膜是一种复合薄膜，其组成成分与电刷型号及集电环的材料成分有关。氧化膜的正常厚度在8－100nm的范围内，一般为25nm.用电子显微镜观察发现，电刷与集电环接触面是由无数个点相接触，一般接触面只有电刷总面积的千分之几左右。接触面积的大小，由电机的转速、集电环材质的硬度、加工精度、偏摆度、电刷的材质、电刷上的压力大小等因素来决定。有研究发现，外加电压小时，氧化膜绝缘，当电压升...

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