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碳刷制造技术在重型设备领域应用不容小觑

日期: 2019-09-16
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尽管碳刷经常被忽视,但它是电机最关键的部件之一。碳刷,也称为电机刷,是电机的一小部分,在电机或发电机的固定线(定子)和旋转线(转子)之间传导电流。碳刷通常由一个或多个碳块组成,可以配备一个或多个分流器或终端。电动机通常含有一个以上的碳刷来传导电流。

碳刷制造技术在重型设备领域应用不容小觑


碳刷有三个操作参数:机械、电气和物理/化学。


机械


滑环或换向器连接到旋转轴上。弹簧用于将电刷推入滑环或换向器以保持接触。滑环或换向器表面不应太光滑/光滑或太粗糙,以确保良好的电刷接触和性能。电碳刷操作员电流通过与碳刷的接触从旋转轴传输。非常小的刷面积,称为接触点,接触滑环或换向器的表面。接触点应均匀分布在电刷表面,以保持电刷平衡,避免损坏换向器/滑环表面。具有高电阻率的碳刷最有效,因为这有助于防止碳刷和换向器/滑环之间的界面出现电弧。保持适当的功率密度对于直流电机以峰值性能运行也很重要,这通常需要去除电刷。如果应用程序发生更改,应执行功率密度计算并优化刷子密度。如果发现直流电机在刷取下的情况下运行,则不应认为刷缺失。

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物理/化学


此运行参数是指碳刷的运行环境,而不是碳刷本身,对碳刷性能有很大影响,换向器/滑环薄膜的形成需要一定的空气湿度。因此,如果空气过于干燥,例如在沙漠、北极或航空航天条件下,建议使用特殊的刷子处理。也可以对暴露在腐蚀性蒸汽和气体中的刷子进行处理。例如,在有硅树脂或其他粘合剂的情况下可能发生。最后,油、碳氢化合物和灰尘会损坏碳刷,应避免使用碳刷是直流电机的关键部件,它依靠碳刷来传输来自电机旋转部件的电流。电刷还负责在旋转过程中改变导体中的电流过程。碳刷还可以确保电机每转几次电流方向的换向。除了这些功能,碳刷保持滑环或换向器的表面清洁。由于这些碳刷有一个保护性的碳膜,它可以确保在机器运行时紧密接触。因此,这可以防止电机或换向器磨损。这就是为什么换向器保持其平滑和最佳状态的原因。

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碳刷的制造技术


碳刷采用“粉末冶金技术”制造,术语“粉末冶金技术”也常用来描述涉及除金属粉末以外的成分的工艺,例如碳和氧化物粉末。使用粉末冶金技术生产金属产品和材料涉及以适当比例混合和混合几种类型的金属粉末,将其放入模具中,压实并压制成一定比例。然后将其放入烤箱中,在低于金属熔点的温度下烧结。

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碳刷在重型设备领域


高铁


避免昂贵的停机时间的受电弓上,就是采用低磨损材料碳接触带、同时碳收集器鞋和带刷架的碳刷,受电弓的精密设计使它成为可能补偿接触网的不规则线路和确保电流的不间断功能传输。使受电弓系统更加高可用性、高效轻质结构和可靠性能。

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多功能全碳接地触点,凭借其坚固性,低磨损的特点 ,保证在最长时间内可靠工作,在大电流密度系统,能保证高铁具有较长的使用寿命。

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采矿业


采用可插入式刷握,方便在运转过程中跟换碳刷,碳刷压力可以持续不变,较好的缓冲性能,减低了碳刷的磨损,有接触面控制功能及电流密度调节功能。

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风能涡轮发电


碳刷应用于风电领域的电力环,电力滑环,最大限度地延长了电刷的寿命减少环磨损和提高了发电机性能。外径高达750mm,550V交流/600V直流,介电性能好,能承受40m/s的圆周速度,温度能承受性高达200℃,稳态温度高达120℃。

碳刷制造技术在重型设备领域应用不容小觑


其他工业领域碳刷产品广泛应用其他钢铁、铸造、造纸、汽车、等领域的发电机以及各类铸造工艺,产品有起重滑块,接地系统等。造纸和印刷行业的变频电机,接地电刷可为轴承提供有效的电气防护,电刷内部的导电微纤维可为损伤轴承的电流提供阻力最小的路径,大幅延长电极的使用寿命。


总结


随着中国大型装备业的蓬勃发展, 目前,这些碳刷原材料和制造技术仍旧被外资垄断。中国的大型装备业出口在即,我国需要摆脱外资技术限制,实现国内零件技术突破,形成具有中国特色的大型装备业体系及对外国提供后续服务和维护的强大能力。

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