集电环系列同步电机和异步电动机等采用集电环的电机,比较广泛地用于产业部门,而且,多数是在各种苛刻条件下运行的。这些电机虽然没有直流电机那样的换向作用,但与换向器一样,也出现集电环或
电刷的异常磨损,电刷振动以及产生火花等弊病。特别从电刷材质来看,集电环用电刷不仅使用石墨电刷,而且为了提高电刷的电流密度,有时也使用金属石墨电刷,所以,还必须考虑异常残余膨胀等因素。即使对于汽轮发电机那样的高速电机或在全封闭气体介质和氢气介质中运行的电机,问题也不少。
集电环的材质要求机械强度大,并是电的良导体,还要具有耐腐蚀性,在与电刷滑动接触时,必须具备耐磨性和稳定的滑动接触特性。一般,钢质集电环的耐磨性好,机械强度大,因此大多用于因极性引起集电环磨损差较大的同步电机上。
一般,钢质集电环的耐磨性好,机械强度大,因此大多用于因极性引起集电环磨损差较大的同步电机上。钢可以加工成复杂的结构,它是一种容易得到而又价廉物美的材料,所以,广泛用于包括圆周速度较低的水轮发电机在内的同步电机。对于像汽轮发电机那样,主要强调高圆周速度下机械强度和耐磨性的集电环,有时也使用锻钢。另外,要求耐腐蚀性时,可使用不锈钢,但不锈钢的滑动特性不稳定,与电刷组合不合适往往使电刷产生跳动,容易造成电刷温升过高或异常磨损,所以使用时必须倍加注意。青铜铸件等铜质集电环与钢质集电环相比,它的滑动特性好,所以用途很广,但当含有大量低熔点铅时,因通电点的发热而产生脱铅现象,容易造成集电环磨损或电刷异常磨损。
集电环与电刷的配合上,当电刷的研磨性过强而集电环的材质过软时,往往在集电环上发生相当于电刷宽度的阶梯磨损。尤其是高温低湿的全封闭式电机,更容易引起电刷或集电环的过大磨损。重象伤痕是这样形成的,一开始只有非常小的伤痕,电刷在这些部位集电不良而产生火花。一旦产生火花,伤痕就逐渐恶化扩大起来,最后形成与电刷滑动接触面的尺寸同样大小的伤痕。因而,集电环用电刷即使产生非常小的火花,也必须予以注意。
为了预防在钢质集电环上发生严重的重象伤痕,在电机长期停转时应将电刷提起。为了改善并联电刷的电流分布,可移动集电环滑动接触面的通电点。为了获得良好的滑动特性,在集电环上开螺旋状的斜槽是有效的。
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用途
滑环,多使用于多功能、高性能、高精密、多元连续旋转运功的高端工业电气设备或精密电子设备之中,如:航天设备、雷达通讯设备、医疗设备、自动加工设备、冶炼设备、矿山设备、电缆设备、游乐设备、展示设备、智能摄像头、化学反应釜、晶体炉、线材绞线机、风车、机械臂、机器人、盾构机、旋转门、测量仪、航模、特种汽车、特种轮船等。滑环为这些机电设备实现复杂运动提供可靠的能源与信号传输方案。也可以说:滑环,是高级智能运动设备的标志。滑环,还可以根据使用情况制作成各种特殊外形,混合传输电源、光源滑环、流体压力源,或与其它电气元件配装使用,如:特殊异形、超大外形,连体齿轮、链轮、皮带轮、插头,电源与光源混合,电源与压力流体混合,配装光、电、声、温传感器、光纤收发器、压力表、气动元件等,组合成一种多功能的电气件总成,以达到节省空间、简化设计结构的特殊要求。