談談電刷與碳刷增補版

談談電刷與碳刷電刷分為四大類1.石墨電刷；2.電化石墨電刷；3.樹脂粘合石墨電刷；4.金屬石墨電刷。電刷的組成

碳刷只能是由碳粒組成或含有碳的成份。而電刷就不一樣了，電刷可能根本不含有碳的成分。比如小型的剃須刀就有用兩片銅片當電刷的。而大部分電刷是由碳或含有碳的成分組成。電刷的叫法

國家正規(guī)文件的叫法也是叫電刷，而不是叫碳刷。叫碳刷比較多的行業(yè)是電動工具行業(yè)。電動工具用電刷基本上都是碳刷。因為電動工具的功率都比較小，所以都是選碳刷。電刷的作用電刷是用于換向器或滑環(huán)上，作為導入導出電流的滑動接觸體。它的導電，導熱以及潤滑性能良好，并具有一定的機械強度和換向性火花的本能。所有的直流電機以及換向式電機都使用電刷，它是電機的重要組成部件。電刷的分類1，按材質(zhì)的軟硬可分為軟質(zhì)電刷，中硬質(zhì)電刷和硬質(zhì)電刷。

2，按電刷的使用對象可分為汽輪發(fā)電機用電刷，軋鋼電機用電刷，牽引電機用電刷，汽車拖拉機用電刷，電動工具用電刷，飛機電機用電等。3，按電刷的顏色分為黑色電刷(用純碳石墨材料制成)和有色電刷(用銅等金屬材料和石墨制成)。電刷的基本知識1、炭的性質(zhì)a）輕；b）良好的電傳導性；c）良好的熱傳導性；d）自潤滑性。2、炭刷的主要物理參數(shù)對性能的影響電阻率——電阻率越高，對火花壓制越有利；電壓降會增加，電機的效率會下降；電刷的基本知識同時，炭刷的溫升會增加，有可能會導致炭刷脹死在刷架中?？拐蹚姸取拐蹚姸仍礁撸克⒃侥湍?。硬度——硬度越高，炭刷越耐磨，噪音會增大；同時對換向器的磨損也會增加。密度——密度對炭刷性能的影響最小。定性地講，密度越高，炭刷越耐磨。電刷的基本知識綜合來講，電阻率和抗折強度對炭刷的性能起著決定性作用。這四個參數(shù)是相互作用的。它們的影響作用如下：密度↑→硬度↑→電阻率↓→抗折強度↑密度↓→硬度↓→電阻率↑→抗折強度↓3、炭刷與彈簧和換向器的關系炭刷、彈簧和換向器是電機整流（換向）系統(tǒng)的三大核心部件。它們?nèi)叩呐浜蠈﹄姍C的性能起著至關重要的作用。電刷的基本知識3.1、炭刷對彈簧的要求炭刷與換向器的接觸是靠彈簧的壓力決定的。炭刷的磨損簡單地分為：機械磨損和電氣磨損兩種。彈簧彈力與炭刷的機械磨損和電氣磨損關系如下：彈簧彈力↑→機械磨損↑→電氣磨損↓彈簧彈力↓→機械磨損↓→電氣磨損↑電刷的基本知識

關系圖如右圖所示。電刷的基本知識3.2、炭刷對換向器的要求在電機的整個運行過程中，炭刷始終和換向器接觸著，不停地對電流進行換向。在電機的高速運行過程中，對換向器的硬度、片間高度差、真圓度和穩(wěn)定性有很高的要求。電刷的基本知識除了片間絕緣性能，換向器的性能還要包括以下幾個方面：材料：CuAg合金中，銀的含量（P/T：0.1%，V/C：0.3%）結構：具有環(huán)狀耐高溫加固條結構。真圓度：在高溫、高速、連續(xù)運行一段時間后的條件下檢測。試驗前：Max-Min≤5μm；試驗后：Max-Min≤20μm；電刷的基本知識相鄰巴片間的高度差：≤0.5μm表面粗糙度：Ra為0.8~1.2μm硬度：維氏105~115（HV）；布氏100~110（HB）換向器熱處理：200℃-12小時。電刷的選用電刷的選用1、從直觀來看，電刷應當?shù)菇堑皿w、規(guī)格適當、結構規(guī)范、導線的截面和長度符合要求，沒有松動、脫落、破損、掉邊、掉角、卡箍等現(xiàn)象。電刷的選用2、從使用來看，電刷使用性能良好的標志主要有以下幾種情況：

（1）使用壽命長并且不磨損換向器或集電環(huán)，不使換向器出現(xiàn)劃痕、不平、燒蝕、拉絲等。

（2）具有良好的換向和集流性能，使火花抑制在允許的范圍內(nèi)，并且能量損耗小。

（3）電刷運行時，不過熱，噪音小，不破損，刷辮不變色，不燒蝕。

（4）運行過程中，能夠在換向器或集電環(huán)表面較快地形成一層均勻、適度和穩(wěn)定的氧化薄膜。

電刷的選用

3、通過儀器對電刷進行檢測。從技術層面看，電刷應當符合國家部頒標準。通過儀器可對電刷按照《電刷技術性能表》所要求的性能進行檢測。如電刷的電阻率、洛氏硬度、體積密度、電流密度、接觸電壓降、摩擦系數(shù)、50小時磨損、允許圓周速度、單位壓力，甚至金屬含量的大小等等。電刷的選用

4、在同一電機上，應選擇使用同一型號、同一制造廠的電刷。由于不同制造廠生產(chǎn)的電刷性能差別很大，甚至同一制造廠在不同時間生產(chǎn)的電刷性能也有所差別。因而，針對同一電機來說，應盡量選擇同一型號同一制造廠，最好是同一時間生產(chǎn)的電刷，以防止由于電刷性能上的差異造成并聯(lián)電刷電流分布的不平衡，影響電機的正常運行。電刷的選用電刷的選擇對電動機換向時抑制火花有重要的作用，應按功率、電壓、負載特性及換向器圓周速度等條件選用。一般常用電化石墨電刷，因其電阻系數(shù)和接觸電壓較高，對抑制火花有利。但對于低壓電動機而言，過大的接觸電壓使它在總電壓降落中所占比例太大，因此采用金屬石墨電刷。電刷與刷架的配合電刷裝入刷架后，應以電刷能夠上下自由移動為宜，只有這樣，才能確保電刷在彈簧的壓力下隨著不斷的磨損，而與整流子或集電環(huán)持續(xù)保持緊密接觸。因此，電刷的四個側面與刷架內(nèi)壁之間必須留有一定的間隙。電刷與刷架的配合實踐證明，這個間隙一般在0.1~0.3毫米之間。既不宜過大，也不宜過小。間隙過小，可能造成電刷卡在刷架中，彈簧無法壓緊電刷，電機工作失去意義；間隙過大，電刷則會在架內(nèi)產(chǎn)生擺動，不僅出現(xiàn)噪音，更重要的是出現(xiàn)火花，對整流子或集電環(huán)產(chǎn)生破壞性影響。電刷與刷架的配合刷架的下端邊緣距整流子或集電環(huán)表面的距離應保持在2~4毫米范圍內(nèi)。其距離過小，刷架易擦損整流子或集電環(huán)；過大，電刷易顛動而造成損壞。彈簧壓強的配合彈簧壓力的設計，及所需要的炭刷材料需要經(jīng)過試驗驗證，方可實施。上表中所列數(shù)值僅作參考。炭刷和刷架的配合間隙換向皮膜換向器皮膜＝導電性＋潤滑性皮膜換向器皮膜必須保持適當?shù)暮穸?。換向皮膜電刷制造概貌工藝過程和控制電刷相關工藝電刷相關工藝電刷相關工藝主要問題分析問題一：抑制噪音的方法電刷和換向器的相互摩擦產(chǎn)生噪音抑制方法：選擇多孔或低密度、低彈性模量的材料、來抑制換向器和電刷振動的傾向；設計矮胖形狀的電刷與換向器接觸穩(wěn)定，比瘦長形狀的電刷噪音??；電刷圓弧的半徑最好比換向器圓弧的半徑小0.4mm電刷圓弧呈鋸齒形快速磨合電刷弧面；主要問題分析刷架的結構和材料的使用對換向系統(tǒng)的噪音和影響抑制方法：刷架的端部盡可能在公差允許范圍內(nèi)靠近換向刷架總成的強度應足夠支撐電刷，并有彈性的安裝在考慮熱脹冷縮的前提下，盡量縮小電刷和刷架的間隙刷架安裝設計22o提前角或7.5o的滯后角一對電刷和換向器的接觸相距180o并且處于換向器的幾何中心線主要問題分析刷簧和噪音抑制方法：壓簧在行程內(nèi)其作用會發(fā)生很大的變化，要得到安靜的運行，壓簧作用力應該受到限制。當換向器和各種零件組合在一起發(fā)生相互作用會產(chǎn)生噪音

抑制方法：具有最小的槽寬，表面光潔度為0.76-1.65μm繞幾何中心線旋轉保持完美的圓度主要問題分析問題二：火花大?彈簧設計（材質(zhì)，力值低和不平均）?刷架與電刷的間隙配合?電流密度太大（對電刷）?電刷跨距太大或太?。u流損耗）?電刷材質(zhì)不匹配電機?刷架位置反動型安裝?環(huán)境污染（氧化膜）主要問題分析?環(huán)境污染（氧化膜）?換向器問題（高低換向片，云母突出及換向器偏心）?軸承，轉子，氣隙均勻度?電機使用異常（過載或者振動大等）主要問題分析問題三：電刷磨損快，壽命短?火花大?溫度太高或者太低?壓力太大?電刷材質(zhì)不適合電機?電刷表面有摩擦性粉粒?環(huán)境污染（油污物）?軸承，換向器，轉子，氣隙均勻度?電機使用異常（過載或者振動大等）?氧化膜主要問題分析問題四：電刷邊緣破碎或電刷破損?外部振動?云母突出?換向器松散?電刷材質(zhì)不匹配?電刷伸出電刷架的長度過大?刷盒太大或者電刷太小?低負載長期運轉?換向器槽寬過大主要問題分析問題五：怎樣抑制EMI（電樞線圈之間的快速切換以及線圈端部通過電刷下面時，每一個線圈中對感應電壓的抑制。這種切換形成的脈沖電流，進而導致電磁干擾。另外