起重及冶金電機用刷握與集電環

譚玉林，崔金德

(1 佳木斯防爆電機研究所，黑龍江佳木斯 154005;2 山東聯盟化工股份有限公司，山東壽光 262725)

0 引言

刷握與集電環是起重及冶金用繞線轉子三相異步電動機的重要部件。刷握上的刷盒是用于固定電刷的，使其與集電環保持良好接觸。繞線轉子電動機也是交流異步電動機，它與一般鼠籠電機的區別在于它的轉子繞組不是鑄鋁條而是線圈。繞線式電動機用于起動轉矩較大的負載(例如空壓機)，起動時在轉子回路接入電阻，可以提高轉子回路的功率因數，提高起動轉矩。改變轉子回路的外接電阻還可以實現不同的轉速。

1 刷握與集電環的用途

刷握是繞線轉子電機用于固定電刷并起導向作用的。其結構的好壞、壓力的均勻度直接影響電動機集電環發熱和電動機的性能。集電環也叫導電環、滑環、集流環、匯流環等。它可以用在既要求連續旋轉，同時又需要從固定位置到旋轉位置傳輸電源和信號的機電系統中。集電環能夠提高系統性能，簡化系統結構，避免導線在旋轉過程中造成扭傷。

2 刷握與集電環的結構及特點

目前采用的刷握有兩種結構，YZR系列起重及冶金用繞線轉子三相異步電動機及其派生系列產品采用RAA型刷握，也稱人字型刷握;YZR3系列起重及冶金用繞線轉子三相異步電動機采用的是DKE型壓指式刷握。RAA型刷握采用恒壓彈簧結構，這種恒壓彈簧施在電刷頂部的壓力會因刷握發熱及電刷的磨損而發生變化，彈簧夾在刷盒內有時因卡緊使刷塊和彈簧活動不便(見圖1)。

圖1 RAA型刷握結構(卷簧)

DKE型刷握采用壓指式拉簧結構，這種結構隨電刷磨損使拉簧長度縮短，壓指受力點前移。合理地選擇壓指軸心受力點及壓指端部距離，可保持電刷上的壓力不變或變化很小，與國外1LT8、1LT9系列電動機采用的刷握結構相同(見圖2)。

圖2 DKE型刷握結構(拉簧)

集電環一般由導電環、墊塊、接線片和壓塑料熱壓成一個整體(成型的壓塑料一般稱套筒)，見圖3。

圖3 套筒式集電環結構

3 刷握和電刷的維護保養

刷握是繞線型電動機的重要部件之一，對電動機的正常運行有很大的關系，稍不注意就會造成很大損失。因此為確保電機的安全運行，一定要注意電刷與刷握的日常維護和保養，尤其要注意以下幾個方面的問題。

(1)電刷與刷盒內壁的間隙要求在0.1～0.3mm之間，既能保證電刷在刷盤內上下自由移動，又可以避免電刷與刷盒之間因間隙過大產生擺動。刷盒下邊緣距集電環的距離應保證在2mm左右，如距離過小，刷盒容易觸傷集電環;距離過大，電刷容易顫動而導致損壞。

(2)在同一臺電機上，原則上應使用同一型號的電刷。

(3)電刷磨損到一定程度要更換新的電刷。電刷應一次全部更換，如果新舊混用，可能會出現電流分布不均勻的現象。

(4)為了使電刷與集電環接觸良好，新電刷應進行磨弧。磨弧一般在電動機上進行，在電刷與集電環之間放置細玻璃砂紙，在正常的彈簧壓力下沿電動機旋轉方向研磨電刷，直到電刷與集電環弧面吻合，然后取下砂紙，用壓縮空氣吹凈粉塵。

(5)施于同一臺電動機上各電刷的單位壓力應盡量均勻，以避免電流分配不均導致個別電刷過熱產生火花，燒蝕集電環而影響電動機的正常運行。

(6)集電環外表面出現電蝕不光滑，應重新車削，但切削量不宜于太大，，以保證電刷的壓力。

4 材料選用

刷盒一般采用下列材料制造:硅黃銅、鑄鋁合金以及能滿足使用要求的其他非金屬材料，如4330酚醛玻璃纖維壓塑料等。

集電環中導電環的材質要求機械強度高，并且是電的良導體，同時還要具有耐腐蝕性，在與電刷滑動接觸時，必須具備耐磨性和穩定的滑動接觸特性。常用的材料有鋁黃銅、錫青銅、硅黃銅;經過驗證絕緣套筒采用4330酚醛玻璃纖維壓塑料的冷軋或熱軋不銹鋼材料。

目前有些企業正在研究與石墨電刷相匹配的導電環材料，并獲得成功。新材料的應用，將極大改善電動機的性能和運行的可靠性。對于運行中電刷局部過熱打火燒蝕集電環、導致集電環表面出現麻點的現象得到改善，電動機的使用壽命也將有效延長。

5 結語

電刷、刷握、集電環同屬繞線轉子電動機上重要部件，三者密切相關。電刷屬標準件，制造廠可按電機規格的不同適當選用;刷握和集電環選用不同的材質對三個部件的配合會產生不同的效果，因此制造企業應對刷握與集電環的材質進行深入研究，以改善電動機的運行性能，減少電機故障的發生，提高企業的經濟效益和社會效益。

［1]JB/T 2839—2005.電機用刷握及集電環.機械工業出版社.