碳刷基本知识.pptVIP

电刷的基本知识 1、电刷的发展史 1836年，Pixii发明了带整流子（换向器）的直流电机，使用铜作 为电刷，电刷由此诞生。铜电刷缺乏弹性，接触很不稳定。到1883 年，Forbs首次使用炭素材料制成了电刷。当时的电刷是用粘结剂把无 定型炭固定住。它的研磨性较大，电流容量较小，缺乏均一性。直到 1896年，E.G.Acheson成功地生产出了人造石墨，具备了电刷要求的 特性，用炭做的电刷 ——“炭刷”随之诞生。 2、电刷的作用 电刷的作用是在电机的固定部件与旋转部件——整流子（换向器） 或集电环之间传导电流。在直流电机和交流电机中，被电刷短路的线 圈的电流方向在接触过程中改变180°。 电刷的基本知识 根据STI的经验，除了片间绝缘性能，换向器的性能还要包括以下 几个方面： 材 料：CuAg合金中，银的含量应≥0.1% 结 构：具有环状耐高温加固条结构。 真圆度： 在高温（200℃ ）、高速（50m/s ）、连续运行一段时 间（ 100小时）后的条件下检测 试验前： Max-Min ≤5μm；试验后：Max-Min ≤20μm； 相邻巴片间的高度差：≤0.5μm 表面粗糙度：Ra为0.8~1.2μm 硬 度：维氏105~115（HV）；布氏100~110（HB） 电刷的基本知识 5.3、弹簧压强的配合 电刷的基本知识 5.4、炭刷和刷架的配合间隙 电刷的主要制造过程 电刷在电机中的工作原理 一、串激电机的换向 （一）、换向（定义）：电机运行时，旋转着的电枢绕组元件从一 条支路经过换向器和炭刷进入另一条支路，元件中电流方向改变一次，此过程称为换向。 （即：转子绕组中电流的大小和方向随时间变化的过程叫换向） （二）、换向过程： 在电机换向过程中，换向元件中有感应电势产生，受其影响，换向元件中的电流改变方向的时间将比理想状态下（换向元件中无感应电势）换向时延迟一段时间，是延迟换向。 1、换向元件在换向过程中产生的感应电势有： 电刷在电机中的工作原理 电刷在电机中的工作原理 由于电抗电势、换向电势和变压器电势的存在，在换向元件K被炭刷短路的回路中 ，产生一个附加电流iK ： 附加换向电流: iK= （er+ ea +ekt）/（r2+r1） 因此：换向元件K中的电流为： i=ia（1-2t/T）+ （ er+ ea +ekt ）/ （r2+r1） =iL+ iK ※附加电流iK阻碍换向元件中的电流变化，使换向延迟，同时使炭刷下的电流密度分布不均： i1 与iK方向相反，使前刷边电流密度减小， i2 与iK方向相同，使后刷边电流密度增大。 电刷在电机中的工作原理 二、换向过程中火花产生的原因： 1、电磁原因： 在换向过程中，后刷边的电流密度过大而产生过热，使炭刷与换向器片间的空气发生电离，因此使后刷边与换向的接触电阻不随着接触面积的减小而增大，而是由于换向器上氧化膜的破坏而显著地减小。于是换向元件在换向末期仍保持着很大的附加电流，在后刷边离开换向片瞬间，换向元件的短路回路由于脱离炭刷而断开，元件所贮存的电磁能量以电弧火花的的形式在后刷边释放出来。 2、机械原因： 换向器跳动大、转子动平衡不良、电刷压力过小（或过大破坏氧化膜）、电刷与刷握间隙过大（或太小而卡死）、换向器表面不净等因素使电刷发生振动而产生火花 3、化学原因： 换向器表面有一层氧化膜，氧化膜增大接触电阻，使换向接近电阻换向 EMC性能相关 EMC----Electromagnetic Compatibility(电磁兼容） 　 是一门新兴的综合性学科，主要研究电磁干扰（EMI）和电磁敏感（EMS） 的问题：即怎样使在同一电磁环境下工作的各种电子电气设备、器件或系统， 都能够正常工作。 随着社会的日益进步，人们使用各种电器的机会也越来越多，这些电子设 备在给我们带来生活便利的同时，也给我们带来了电磁污染。而这些电磁污染 则又反过来影响我们使用的电子设备，对我们的电子讯号产生影响，影响我们 对电子设备的使用。 总之，有电流通过就会存在EMC问题。 对于常规的电机来说仅存在EMI问题，如果有自动化控制系统的电机，则 可能还存在EMS问题。 炭刷在电机中的EMI机理 EMI和炭刷的关系 ★ 炭刷的