直流電機電刷的設(shè)計規(guī)則和使用過程中的注意事項

（文章來源：老趙說制造）

電刷是直流電機中電源和電樞線圈之間的重要環(huán)節(jié)，電刷一直是直流電機和通用電機設(shè)計中的重要考慮因素，作為一個系統(tǒng)，換向器和電刷充當旋轉(zhuǎn)開關(guān)機構(gòu)，在適當?shù)臅r間將電流從電源分配到所需的電樞繞組。

電刷必須有效地傳導電樞導體之間的線路電流，它們還必須抵抗電樞線圈在換相過程中感應(yīng)電壓的破壞，并具有足夠的支撐作用，以盡量減少摩擦和磨損，表面速度可能超過1500m/min。在某種程度上，幾乎所有對電刷性能的重要限制都與電刷和換向器的動態(tài)接觸有關(guān)。例如，高速下產(chǎn)生的摩擦會導致火花，在電刷和換向器產(chǎn)生絕緣膜。電刷的最終選擇是基于具體的電機類型和實際應(yīng)用參數(shù)（因為換相特性將根據(jù)電機的應(yīng)用方式而變化），從數(shù)千種可用的電刷等級和材料中縮小選擇范圍。

如果電刷等級滿足以下標準，則認為它是給定應(yīng)用的理想等級：1） 長壽命，2） 火花小，3） 換向器磨損最小，4） 最低電氣和機械要求損失，安靜平穩(wěn)的運作。在任何給定的應(yīng)用中，只有少數(shù)電刷等級能夠提供較長的使用壽命和適當?shù)膿Q相，正確的電刷選擇對電機性能至關(guān)重要。

為了最大限度地減少電損耗，選擇具有低電阻率以及電刷和換向器之間的低電壓降（接觸降）的電刷似乎是合理的，在電樞線圈電感較高的電機中，它會導致過多的火花和換向器表面損壞。在這種情況下，具有高電阻和高接觸壓降的電刷，將通過耗散短路換向器線圈中的能量和降低開關(guān)過程中的短路電流來提高換向器和電刷的壽命，從而提高整體效率。另外，必須考慮機械因素，如換向器表面速度、換向器段之間絕緣層的磨損特性（平齊或咬邊）和電刷尺寸，尺寸特別重要，因為橫截面積與給定電刷材料的載流能力成正比 。

電機設(shè)計的其他細節(jié)，如繞組類型、電流額定值、安培匝數(shù)比和開關(guān)類型，這些參數(shù)在許多特定的方式都會影響電刷選擇。例如，當設(shè)計的安培匝數(shù)比通常的安培匝數(shù)比低時，串聯(lián)發(fā)動機的工作效率往往更高。但是，如果使用“正常”電刷等級，火花將更加明顯，開關(guān)將變黑和燃燒。

對于低安培匝數(shù)比電機，可以指定具有輕微清潔作用的較硬等級的電刷，這將有效地抵消這種情況。其他應(yīng)用參數(shù)，如頻繁的啟動和停止（或反轉(zhuǎn)）、過載能力、對高效率的需求、存在振動或電刷噪聲的最小化都會影響電刷的選擇。在某些情況下，要求可能是矛盾的，在最終的選擇中迫使妥協(xié)的。

檢查或更換電刷前，務(wù)必斷開電機電源，遵循電機制造商文件中的說明，或在嘗試預(yù)防性維護之前聯(lián)系電機制造商，典型的維護程序包括：定期檢查電刷是否磨損。定期從換向器和電機內(nèi)部清除碳粉，可以用干凈、干燥、無絨布擦拭來完成，不要在換向器上使用潤滑劑或溶劑。如有必要，只能使用0000號或更細的砂紙來修整換向器，不要在非金屬端罩上使用溶劑。
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