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直流电机电刷失效机理分析

发布时间:2021-12-20 12:59:28 浏览次数: 80次

      在直流电机运行中,电刷在电流作用下不断摩擦磨损,是一种典型的载流磨磨损过程。摩擦力系统中,由于电、电、弧等电气因素的介入,以及湿热、盐雾与润滑、腐蚀等因素的耦合作用,电刷会产生粘着磨损、磨粒磨损、氧化磨损、腐蚀磨损、疲劳磨损、电弧烧蚀等多种机理。

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       直流电机电刷-换向器在摩擦过程中,摩擦副表面材料的温度升高,使材料微观区域表面发生塑性变形,摩擦力增大,然后形成粘着磨损,并伴有磨粒磨损。电刷和换向器之间存在电流通过,其接触表面除机械摩擦外,因接触电阻而产生大量的热,使电刷的粘着磨损更加严重。另外,电刷与换向器分离时,还会发生电弧腐蚀,引起电刷材料的熔融、气化和溅污,不仅对材料造成直接消耗,而且使刷换向器间接触电阻增大,产生热量较多。

      在盐雾、湿热条件下,盐溶液与刷子表面粘附,形成一层电解质,所形成的刷体为金属铜合金,其活性极强,发生电化学反应,腐蚀效果明显。另外,换向器和电刷之间的电场作用会加速电化学反应速率,腐蚀电刷,增加磨损效果。

      盐雾+潮热环境中,直流电动机在单因素作用下的腐蚀磨损速度远大于单一机制下的磨损速度,并且这种腐蚀磨损是一种恶性循环过程,电刷磨损速率越来越快,因而失效时间也越长。


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