繞線型異步機雖然在起動和調速方面具有顯著的優點，但是存在滑環、電刷的致命缺陷，這是自異步機有史以來一直困擾繞線型異步機的老大難問題，如果不能妥善解決，影響的不僅僅是電動機的起動、調速控制，而是電動機根本就不能運行，對生產的危害是可想而知的。繞線型異步機就是由於存在這一致命缺陷，導致套用受到極大的局限，使其優勢貶值，在很多應該採用的場合卻沒有得到套用，使用率遠遠低於鼠籠型異步機。
基本介紹
- 中文名：滑環電刷
- 外文名：Slip ring brush
- 類別：發電機勵磁系統
- 故障：刷辮著火
概述,故障及原因,傳統滑環存在的問題,電刷發熱,原因,處理方法,電刷打火,原因,處理方法,
概述
電刷和滑環是發電機勵磁系統的重要組成部分，電刷是用於滑環上作為導入導出電流的滑動接觸體，是發電機能量交換的設備。在運行過程中由於電刷質量、選型及維護不到位等原因，將會出現電刷發熱、打火等現象，嚴重危及發電機的安全運行。
故障及原因
1、刷辮著火。
主要由於各電刷的負荷持久分配不均。其原因 有：各電刷的壓力不等；有的電刷卡滯在刷盒裡；一個滑環上裝設不 同類型的電刷．螺釘鬆了，線端髒污或有毛刺；刷辮太短或太僵硬， 以致使電刷產生離開滑環的傾向。
滑環電刷
滑環電刷2、滑環弧面上出現小平面。
滑環表面出現燒傷和磨損的斑點。 其原因可能是：重載啟動(當電刷壓力過小時，尤為嚴重)：各電刷之 間電流分配不均勻；轉子不平衡；由於外界存在振源而引起共振。
3、滑環表面出現溝紋或鋸齒。
原因是：空氣中有灰塵或研磨 電刷後未將粉末清理乾淨；電刷壓力大小不當或不均；電刷研磨不 良：電刷規格不適合。
4、火花。
滑環上的火花通常是由於以下機械原因造成的：電 刷壓力太小或不等；電刷研磨不良；由於間隙太小或有灰塵，使電刷 卡滯在刷盒裡；電刷下面有灰塵；刷辮太短或僵硬；滑環變形；轉子 不平衡：外界振源引起振動(這常引起斑點增加)。
傳統滑環存在的問題
1、傳統繞線型異步機的滑環為“機載”滑環,即滑環裝置安裝在電機轉子軸的尾端,滑環實際是單端支撐的懸臂樑結構，故電機在運行過程中，由於離心力和徑向不平衡力矩的作用，滑環將不可避免地產生徑向抖動,尤其是在啟動和調速運行時，現象更為明顯。
滑環的抖動振幅、頻率很高，電刷的壓力彈簧根本無法回響，因此造成電刷和滑環的接觸不良，於是造成嚴重的打火，致使滑環表面燒蝕，電刷也隨之損壞。
2、滑環的線速度高造成電刷磨損大，壽命短
“機載”滑環結構的滑環必然要安裝在電機轉子的軸上，由於轉子繞組的電纜要通過軸心引出，因此須要採用大直徑、空心型的軸結構，滑環的直徑受轉子軸的限制必然增大。電刷的磨損和滑環相對運動的線速度密切相關，具有關資料介紹，電刷的壽命和滑環的線速度的平方成反比，故機載滑環的傳統結構電刷的壽命較低，標準規定只有3500-4500小時，實際的壽命還遠低於標準值。
3、傳統機載結構的滑環、電刷結構在散熱方面也存在困難，通常，滑環表面的溫升多超過80C，加劇了磨損，使滑環電刷可靠性進一步降低。同時，電刷磨損產生很多的碳粉,散落在絕緣的各相滑環之間，極容易產生滑環相間短路和造成接地，滑環系統將徹底損壞。
電刷發熱
原因
電刷與滑環運行中產生的熱量由自然通風散走。但是如果出現滑環被油漆等化學物質所污穢，長期出現電刷微火而導致的花環表面光潔度不合格，接觸電阻變大、刷握彈簧壓力變小、電刷運行工況變差，當隨無功調節增大時勵磁電流將增加，個別電刷溫度將升高，從而會致使整個系統溫度升高。有時甚至達到無法控制狀態。此時電刷運行工況越來越差且發展較快，一些電刷出現頻率較高的跳動或卡澀，並出電刷火花等級加大，電刷辮燒斷或脫辮，電刷與滑環摩擦聲音也隨之增大。
處理方法
（1）更換磨損較短的及工作電流很小的電刷；調整或更換部分彈性較小刷握的彈簧；處理電刷卡澀等措施，將電刷電流調整均勻，減少發熱量。
（2）適當降低發電機的無功負荷，減少勵磁電流，從而降低電刷的工作電流，減輕發熱。
（3）清理通風口，保持風道暢通或大功率風扇通風，增加散熱量。
（1）首先要降低發電機的無功負荷，減少勵磁電流，從而降低電刷的工作電流。
（2）找出嚴重過熱的電刷，立即更換急備件電刷；嚴重過熱的電刷接觸面處基本損壞且有掉塊現象，這時這類電刷跳震明顯，觀察電刷小辮抖動明顯（緊急備件電刷為：在正常運行已磨好的電刷）。
（3）當發現個別電刷斷辮或脫辮，或是刷辯嚴重變色時，出現環火，則大量減小勵磁電流，逐塊更換髮熱電刷並進行調整壓力，不可強行更換大量新電刷。
（4）當處理完異常電刷後，由於滑環的氧化膜基本已被破壞，由於摩擦係數較大仍會出現溫度高現象並且聲音異常，這時可採用塗抹凡士林的方法進行潤滑降溫。
電刷打火
原因
（1） 發電機組安裝或檢修過程中，由於轉靜子間隙、軸瓦及轉子動平衡不合格等原因，造成機組運行時振動超標，從而使發電機轉子垂直振動、水平振動超標或因為轉子滑環橢圓度不合格，致使電刷在滑環運動軌跡不是一個規則的圓，形成電刷跳震，是由於機械原因而導致電刷出現電刷跳火。
滑環電刷
滑環電刷（2）轉子滑環因外界因素造成的光潔度在▽1--▽7 時，如果光潔度太差會增大電刷接觸電阻，導致電刷打火併且火花拖長。
（3）因彈簧疲勞或是過熱而引起的電刷壓簧壓力太小而產生間斷性的微弱火花，在長時間未及時處理而造成的電腐蝕，從而造成滑環表面氧化膜損壞，致使電刷嚴重打火。
（4）在安裝或檢修過程中出現刷握與滑環之間距離超標或電刷與刷握之間的間隙過大，電刷則會在架內產生擺動，不僅出現噪音，更重要的是出現火花。
（5）電刷壓簧由於壓力不垂直或附焊而造成的電刷卡阻，致使電刷分流不均，從而造成的電刷打火。
（6）電刷在正常運行中的壓力調整不當，致使電刷分流不均，從而造成的電刷打火。
處理方法
（1）因機械振動引起的跳火在機組運行時，應及時採用提高壓簧壓力並測量電刷分流及溫度情況是否在正常範圍之內，先做到溫度、火花在可控範圍，待有機會停機處理振動大問題，同時也要檢查電刷架支撐是否牢固並測量正負極之間絕緣和對地絕緣。
（2）針對於滑環表面氧化膜在運行中由於各種原因而被損壞，光潔度差而產生的打火現象，一般可選用一隻摩擦係數較大的電刷，將彈簧壓力調整至最大進行磨合，摩擦係數較大的電刷位置應選擇在順時針尾部，也就是滑出邊採用摩擦係數較大的電刷，這樣可以使滑環的運行得到改。同時也要密切關注摩擦係數較大這隻電刷的溫度、電流是否在允許值範圍。
（3） 若電刷壓緊彈黃的壓力過大或過小，電刷分流不均時，就必須作出對壓簧壓力進行適當的調整，電刷壓簧材質的要求是使電刷受到均勻穩定壓力主要因素，各電刷之間的壓力差不應超過其平均值+10%，電刷在運行過程中隨著不間斷的磨損，電刷彈簧也要隨之進行調整，儘量使電刷壓力維持基本不變。經常檢查電刷的工作狀態和活動情況是保證電刷正常工作的有效措施。
