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| 集電環(huán)和電刷的接觸特性 |
集電環(huán)和電刷，是同步電機重要的小部件，它起著勵磁系統(tǒng)對交流機磁場繞組供電的橋梁與通道的作用，因此正確使用和維護，無疑是水電站極為重要的一項工作。集電環(huán)和電刷的工作機理相當復雜，目前這方面專論不多，我們通過如下三點闡述：
1、滑動點接觸
在電機運行時，集電環(huán)與電刷是一對滑動接觸件，它們似乎是滑動而接觸，但由于旋轉時兩者之間產生氣動薄膜，其浮托力將電刷稍稍托起，從而形成氣隙。氣隙間又會沾附上粉狀的電刷、集電環(huán)材質的顆粒的灰分（又稱孔隙）。因而，兩者之間實質上是由許多點組成的滑動點接觸。各點的位置又伴隨著集電環(huán)的旋轉而移動，在每一個瞬間，盡管舊的點消失了，然而又產生新的點，所以總是保持一定的平衡狀態(tài)。誠然，接觸點的總和只占總面積的一個極小部分。
集電環(huán)和電刷的這一滑動點接觸特性，早已為實踐所證實。我們從實際觀察到：幾乎所有運行電機的集電環(huán)表面都呈現無規(guī)則的形狀，即使運行良好的集電環(huán)其表面也只能是相對的光滑，而不是絕對的平整。
2、特殊的振動接觸
由于電機制造和集電環(huán)裝配等工藝上的原因，集電環(huán)在旋轉中不可避免地存在著不同程度的偏擺現象，從而引起電刷的徑向振動，這就使集電環(huán)和電刷的滑動接觸具有特殊的振動接觸特性。之所以謂之“特殊”是因為所有電機的這種振動的頻率的振幅都不盡相同。
電刷工作時的振動，通常稱為機械振動，它對電刷下火花與電弧的產生的擴展起著促進作用，對電機運行極為不利，在制造和安裝時應力求使其降到最低水平。通過對運行電機集電環(huán)表面的仔細觀察，往往可以發(fā)現一些電機集電環(huán)表面殘留下的與電刷截面相仿的烙印，這就是振動瞬間較大的電流灼傷的痕跡。
3、陽極化和電子流導電
由于上述滑動點的接觸和特殊的振動接觸的客觀存在，接觸層內極小接觸點中的電流密度過大，使其局部過度灼熱，因而造就了銅碳陽極化和正離子在接觸層內運動的條件。致使熱游離和正離子發(fā)射，如果離子速度足夠高，還會發(fā)生碰撞電離，在接觸點之間的空氣隙內形成電弧導電，此時接觸層電流的主要部分就具有電子流形式。
熱游離和正離子發(fā)射的結果，致使集電環(huán)和電刷以材料的分子狀態(tài)逸出，從而加速了集電環(huán)的損耗—電腐蝕。
集電環(huán) changzechem.cn
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