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發電機轉子正極碳刷易磨損而負極滑環易磨損的原因

2018/7/16 22:49:10 人評論 次瀏覽 分類:電工基礎  文章地址:http://www.gsipv.com/tech/2085.html

發電機轉子正極碳刷比負極容易磨損,負極滑環比正極容易磨損,對比同一臺發電機正負極集電環和滑環就可以看出,為什么會有這種現象?昌暉儀表在本文解析其中的原因。

發電機轉子碳刷和滑環磨損原因
發電機轉子碳刷和滑環間工作面的磨損有兩種:一是純機械磨損;一是在電流作用下的電氣磨損和機械磨損。
1、發電機轉子碳刷和滑環間純機械磨損
碳刷和滑環表面相接觸,由于彈簧壓力作用和材料彈性變形的緣故,使直接接觸部分互相嵌入。當相對滑動時,當然有摩擦作用而形成磨損。如果碳刷顆粒細軟,則碳粉易被沾在滑環表面,使滑環成為具有亮滑的石磨鏡面,碳刷的磨面也很光滑,兩者的機械磨損都較小。但如果碳刷質量不佳,顆粒粗硬,或甚至含有少數如金剛砂之類的硬質顆粒,則必然會對滑環表面進行刮割,使后者出現金屬光澤或紋路,碳刷本身磨面也會出現硬粒脫落后而劃出的紋道,這就使機械磨損大大增加。
發電機轉子滑環和碳刷
2、在電流作用下的碳刷和滑環存在電氣磨損和機械磨損
發電機勵磁裝置勵磁電流作用下的碳刷和滑環,不僅有機械磨損,還有電氣磨損。所謂電氣磨損,指的是由于電弧高溫和放電等因素的作用,使極面材料受到損壞的情況。而由于電氣磨損影響極面,所以也會對機械磨損的程度產生影響。由于電流通過碳刷和滑環的接觸面,且其直接傳導的部位不斷變動,電流密度又很大,使一些點溫度很高;又由于電弧的高溫作用,會使兩側極面局部熔化、脫落,金屬會變成金屬蒸汽,碳刷則結構松化,受氧化腐蝕而脫落,此即電氣磨損的表現。

但是,極性不同,磨損情況是不一樣的。在電弧作用下,陽極(正極)表面局部灼熱而蒸發出“金屬蒸汽”,使陽極表面損蝕,這叫“陽極蒸發”;陰極(負極)因受正離子撞擊和高溫作用發射電子,使陰極表面也遭受破壞,這叫“陰極粉化”。由于陽極蒸發和陰極粉化的作用,碳刷和滑環由于電流方向不同會出現極性差別。

當電流由碳刷流向滑環時,此時碳刷為正極,滑環為負極,則結果是:碳刷面上發生微小程度的陽極蒸發,碳粒、石墨離子遷移到滑環表面,碳刷有電氣磨損。滑環表面有輕微的陰極粉化,并附著碳粒、石墨,成潤滑、光澤的鏡面。由于滑環表面平滑,機械磨損較小。

當電流由滑環流向碳刷時,此時碳刷為負極,滑環為正極,則結果是:碳刷面上發生陰極粉化,電氣磨損小。滑環表面發生陽極蒸發。大量金屬蒸發,使其表面損蝕嚴重,同時,這些金屬粒子也易附于碳刷磨損面上,反過來會使換向器表面嚴重磨損,出現條痕。這種情況下,滑環表面粗糙,呈金屬光亮,面間機械磨損大。

總的來說,當碳刷為正極時:碳刷電氣磨損大,機械磨損輕微,滑環的電氣磨損和機械磨損都很??;當碳刷為負極時,碳刷電氣磨損小,機械磨損大,滑環的電氣磨損、機械磨損都很大。這就是發電機轉子正極碳刷易磨損而負極滑環易磨損的原因。

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