電刷裝置

電刷裝置是直流電機的重要組成部分。電刷裝置與換向器一起完成機械整流，把電樞中的交變電流變成電刷上的直流或把外部電路中的直流變換為電樞中的交流。

基本介紹

• 中文名：電刷裝置
• 外文名：brush set  
• 套用範圍：直流電機
• 作用：機械整流
• 結構：電刷、刷握、刷桿和刷桿座等
• 電刷材料：石墨製品

簡介

電刷裝置是把電機轉動的導電部分。如整流子、滑環等的電路和固定部分連線起來的裝置。在直流電機中，電刷把轉動的電樞與外電路相連，使電流經電刷輸入電樞或從電樞輸出。同步電機中經過電刷和滑環向轉子線圈輸入勵磁電流。繞線式感應電動機也利用電刷在轉子迴路中接入電阻。電刷裝置由電刷、刷握、刷桿、刷桿座、匯流條等組成。電刷放在刷握的刷盒中，用彈簧壓緊在換向器上，保持一定的壓力。電刷常用石墨製品，所以也叫炭刷。

電刷裝置結構與分類

電刷裝置一般有電刷、刷握、刷桿和刷桿座等零件構成。如圖4.6所示。電刷為具有良好的導電性能、又有較好耐磨性的石墨製成，置於刷握中，其上壓一彈簧，使電樞轉動時電刷與換向器表面保持一定的接觸壓力。刷握固定在刷桿上，刷桿裝在刷桿座上，彼此之間絕緣，刷桿座裝在端蓋上，可是移動調整電刷位置。電刷借銅辮線與刷桿連線，再用導線引出。刷桿座的作用是把電刷裝置(刷架)固定到電動機上的連線件，刷桿是刷握與刷架之間的連線件，刷握是由刷盒、彈簧和壓指等零件組成。

4-36

刷握按彈簧結構不同可分以下四種：

1．可調式壓簧刷握 當電刷磨短時，可將壓板4調低，恢復電刷上所需的壓力(圖5-36a)。

5-36

2．恆壓彈簧刷握在電刷運行磨損過程中，電刷所承受的壓力基本保持恆定(圖5-36b)。

3．渦形彈簧刷握(盤形彈簧)，電刷上的壓力可以自動調整到所需的壓力(圖5-36c)。

4．槓桿式拉簧刷握在電刷磨損的範圍內，靠槓桿的作用，使拉簧的長度變化不大，電刷上壓力處於所需範圍內(圖5-36d)。

電刷裝置的安裝與調整

電刷裝置的安裝

(1)安裝上兩個螺栓後，將定位螺母調整到預定位置，依次套入絕緣環和導電板(電刷架)。調整定位螺母在螺栓上的位置，使電刷盒中心與集電環軸向中心重合。旋緊最外面的螺母后，再次檢查所有電刷盒中心與集電環軸向中心是否重合。若不重合，則重新調整定位螺母，如圖7-35b所示。

(2)放入電刷，軸線應與集電環外圓工作面垂直(包括徑向和軸向)，同一相的各電刷應處在一條圓周線上，若有軸向偏離，則調整定位螺母在刷架安裝螺桿上的前後位置。

(3)各部分緊固螺釘不應有鬆動現象，電刷應在電刷盒內活動自由但不晃動，與集電環接觸良好。

電刷裝置的調整

(1)電刷在電刷盒內不能過松或過緊，電刷盒離集電環表面距離應適當，所受壓力應符合規定。差距較大時，在運行中會造成集電環上火花大、電刷或集電環過快磨損等不正常現象。

常用電機電刷與電刷盒之間的合理間隙見圖7.37，過大則會造成電刷較大的擺動，使其與集電環表面接觸不穩定而產生火花；若過小，則電刷上下移動不靈活，同樣也會因接觸不穩定而產生火花。

(2)單個電刷電流密度較大。對一個集電環上放置多個電刷的，若其中某些電刷與集電環接觸不實，則其他接觸較好的電刷就會因分擔較多的電流而發熱。

(3)電刷與集電環接觸面積小於電刷截面的75%。此時除會產生火花外，還會造成電刷過熱。可用00號砂布來回拉動，如圖7—37c所示，將電刷磨成需要的接觸面。更好更快的方法是用砂布將集電環包裹一周(對頭處有一些重疊)後，用一個自製的搖把搖動轉軸，帶動集電環轉動，研磨電刷與集電環接觸面。

電刷裝置的檢修

電刷固定在有刷電機的電刷盒內，如圖2-88所示。為通過大電流，電刷可用低電阻值的銅石墨製成。有刷電機上的電刷有1對或2對，其中1對的較多。電刷有正極和負極之分，正極電刷與控制器驅動線正極相連，·般為黃色線；負極電刷與控制器驅動線負極相連，一般為綠色線。電刷在電刷彈簧的作用下貼靠在換向器上。

電刷架在電機上的位置如圖2-89所示。電刷架上有電刷盒，其外形如圖2-90所示。其作用是將電刷固定在應有位置上，但又要保證電刷在刷盒中能自由活動，配合間隙既不能太大又不能太小。若配合間隙太大，電機運轉時電刷可能在換向器表面產生傾斜和跳動，從而影響換向。若配合間隙太小，當電刷在負載下發熱膨脹時可能卡死。

電刷彈簧的作用是施予電刷一定的壓力，以保證電刷與換向器在電機運轉時始終有良好的接觸。屯刷彈簧在電機上的位置如圖2-91所示。施予電刷的單位面積壓力增大，電刷與換向器的接觸電阻就減小，則電損耗減小，但摩擦損耗增大。總損耗呈馬鞍形變化，而在總損耗最小時的單位壓力下，電刷的磨損率瞧最小。所以，選擇施予電刷的壓力時，應考察電機運轉中總損耗和電刷磨損最小時相應的單位壓力，對於金屬石墨電刷，這個壓力一般為1.5～2.5N/cm²。在確定初始壓力時，應考慮電刷在磨損過程中縮短時彈簧因伸長其壓力會減小的因素。施予電刷的單位壓力減小到低於某一極限時，電刷與換向器之間的接觸就開始不穩定，容易出現機械性火花，這時就應該更換電刷了。

(1)在使用過程中，電刷會逐漸磨損，當電刷的長度小於規定的磨損極限(新電刷長度的2/3)時，應更換電刷。

(2)沿電刷的中心線方向，電刷彈簧對電刷的壓緊力稱為電刷彈簧的彈力。彈力過小會影響電刷與換向器的緊密接觸，彈力過大會加速電刷與換向器的磨損。電刷彈簧的彈力應符合電機製造廠的規定(一般為5～10N)。

(3)引起電刷彈簧彈力改變的主要因素是電刷彈簧變形、折斷及電刷磨損等。當電刷彈簧變形時，應予以矯正。電刷嚴重磨損，即長度小於規定的磨損極限時應予以更換。

(4)電刷裝在刷盒中應能自由滑動，無卡滯現象。新研磨的電刷應在電機輕負荷下磨合1h後再轉人大負荷工作。