集電環(huán)是繞線轉(zhuǎn)子電機(jī)的關(guān)鍵部件。今天我們就以三相繞線轉(zhuǎn)子電機(jī)的集電環(huán)為材料進(jìn)行闡述。

電機(jī)集電環(huán)由三個(gè)相互絕緣的銅環(huán)或鋼環(huán)組成，環(huán)之間用絕緣體隔開(kāi)。小型電機(jī)的集電環(huán)表面是一個(gè)完整的圓柱面，而大型電機(jī)的集電環(huán)需要加工螺旋槽，其目的是收集電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中碳刷與集電環(huán)摩擦產(chǎn)生的碳粉。由于表面的凹槽是螺旋形的，可以保證電機(jī)運(yùn)行時(shí)碳刷表面受力均勻，接觸均勻，保證電機(jī)的可靠性。

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，為了保證集電環(huán)與轉(zhuǎn)子的同軸度，很多電機(jī)廠家在轉(zhuǎn)子表面車削步驟中對(duì)集電環(huán)表面進(jìn)行加工，保證集電環(huán)表面粗糙度符合要求；但是對(duì)于帶有螺旋槽的滑環(huán)，大部分電機(jī)廠家都是直接安裝使用，因此滑環(huán)本身的加工精度、滑環(huán)孔的尺寸符合性以及內(nèi)孔與環(huán)面的同軸度符合性就顯得尤為重要，這是電機(jī)廠家和滑環(huán)廠家都必須重視的問(wèn)題。

集電環(huán)應(yīng)用簡(jiǎn)述

滑環(huán)系列同步電機(jī)、異步電機(jī)等采用滑環(huán)的電機(jī)廣泛應(yīng)用于工業(yè)部門，且大多在各種惡劣條件下運(yùn)行。這些電機(jī)雖然沒(méi)有DC電機(jī)那樣的換向功能，但和換向器一樣，也有集電環(huán)或電刷異常磨損、電刷振動(dòng)、產(chǎn)生火花等缺點(diǎn)。

特別是從電刷材料的角度來(lái)看，滑環(huán)用電刷不僅使用石墨電刷，有時(shí)還使用金屬石墨電刷來(lái)提高電刷的電流密度，因此還必須考慮異常殘余膨脹等因素。即使是像渦輪發(fā)電機(jī)這樣的高速電動(dòng)機(jī)或在完全封閉的氣體介質(zhì)和氫氣介質(zhì)中運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，也存在許多問(wèn)題。

集電環(huán)的材料要求機(jī)械強(qiáng)度高，是良好的導(dǎo)電體，還具有耐腐蝕性。與電刷滑動(dòng)接觸時(shí)，必須具有耐磨性和穩(wěn)定的滑動(dòng)接觸特性。一般鋼滑環(huán)耐磨性好，機(jī)械強(qiáng)度高，多用于因極性引起滑環(huán)磨損差異大的同步電機(jī)。

一般鋼滑環(huán)耐磨性好，機(jī)械強(qiáng)度高，多用于因極性引起滑環(huán)磨損差異大的同步電機(jī)。鋼可以加工成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。它是一種容易獲得且便宜的材料，因此廣泛用于同步電機(jī)，包括低圓周速度的水輪發(fā)電機(jī)。

像渦輪發(fā)電機(jī)一樣，集電環(huán)主要強(qiáng)調(diào)高圓周速度下的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性，有時(shí)也是鍛鋼。此外，當(dāng)需要耐腐蝕時(shí)，可以使用不銹鋼，但不銹鋼的滑動(dòng)特性不穩(wěn)定，與電刷結(jié)合不當(dāng)往往會(huì)導(dǎo)致電刷跳動(dòng)，容易導(dǎo)致電刷溫升過(guò)高或異常磨損，因此在使用時(shí)一定要多加注意。與鋼制集電環(huán)相比，鑄件等銅集電環(huán)具有良好的滑動(dòng)特性，因此應(yīng)用廣泛。但當(dāng)?shù)腿埸c(diǎn)鉛量較大時(shí)，通電點(diǎn)加熱會(huì)引起排鉛現(xiàn)象，容易造成集電環(huán)磨損或電刷異常磨損。

當(dāng)電刷的研磨性太強(qiáng)，集電環(huán)的材料太軟時(shí)，往往會(huì)在集電環(huán)上發(fā)生相當(dāng)于電刷寬度的臺(tái)階磨損。尤其是高溫低濕的全封閉電機(jī)，更容易造成電刷或集電環(huán)過(guò)度磨損。嚴(yán)重的疤痕就是這樣形成的。剛開(kāi)始只有很小的傷痕，由于這些部位電流收集不良，電刷產(chǎn)生火花。一旦產(chǎn)生火花，疤痕會(huì)逐漸惡化和擴(kuò)大，最終形成與電刷滑動(dòng)接觸面大小相同的疤痕。因此，必須注意滑環(huán)的電刷，即使它們產(chǎn)生非常小的火花。

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