集電環(huán)系列同步電機和異步電動(dòng)機等采用集電環(huán)的電機,比較廣泛地用于產(chǎn)業(yè)部門(mén),而且,多數是在各種苛刻條件下運行的。這些電機雖然沒(méi)有直流電機那樣的換向作用,但與換向器一樣,也出現集電環(huán)或電刷的異常磨損,電刷振動(dòng)以及產(chǎn)生火花等弊病。特別從電刷材質(zhì)來(lái)看,集電環(huán)用電刷不僅使用石墨電刷,而且為了提高電刷的電流密度,有時(shí)也使用金屬石墨電刷,所以,還考慮異常殘余膨脹等因素。即使對于汽輪發(fā)電機那樣的高速電機或在全封閉氣體介質(zhì)和氫氣介質(zhì)中運行的電機,問(wèn)題也不少。
集電環(huán)的材質(zhì)要求機械強度大,并是電的良導體,還要具有蝕(以實(shí)際報告為主)性,在與電刷滑動(dòng)接觸時(shí),具備性能和穩定的滑動(dòng)接觸特性。一般,鋼質(zhì)集電環(huán)的性能好,機械強度大,因此大多用于因極性引起集電環(huán)磨損差較大的同步電機上。
引發(fā)環(huán)火因素
引發(fā)發(fā)電機集電環(huán)環(huán)火事故的因素有:
(1)碳刷質(zhì)量不良,過(guò)熱時(shí)碳刷容易碎裂,大量碎屑導致碳刷與集電環(huán)之間拉弧;
(2)靠近集電環(huán)的發(fā)電機密封瓦處漏氫;
(3)集電環(huán)冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口濾網(wǎng)堵塞,抽風(fēng)量減小,影響集電環(huán)表面冷卻效果;
(4)發(fā)電機密封油泄漏,以及碳粉排出不暢,油氣與碳粉混合物污染集電環(huán)室;
(5)碳刷與集電環(huán)表面接觸不良,集電環(huán)表面及碳刷組件過(guò)熱等。其中,碳刷與集電環(huán)接觸不良是導致集電環(huán)環(huán)火燒損事故的主要原因。碳刷與集電環(huán)接觸不良引發(fā)局部打火,造成集電環(huán)溫度升高,碳刷接觸惡化,勵磁電流在碳刷間分配不均,導致環(huán)火。碳刷與集電環(huán)表面接觸不良通常難以發(fā)現,引起集電環(huán)環(huán)火事故經(jīng)歷時(shí)間相對較短,因此難于及時(shí)處理。