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广州市白云区神山南洋机电维修部
?(1)碳刷的选用?
??????碳刷的选用应综合其材料类别、电阻系数、密度、允许电流密度、允许速度、抗弯强度、硬度等技术参数进行优选。?
??????如一台Z450-4B直流电机,额定功率700kW,额定电流1240A,较高转速1400r/min。该电机实际负荷为90%额定值,原随机配备的某牌号碳刷,在使用中表面油化,换向器表面出现黑色碳膜,碳刷磨损消耗很大,使用寿命不足1个月。经分析,选拜了一种电阻系数、密度、抗弯强度、允许电流密度及线速度较之原来均有提高的碳刷(表1)。磨合后,换向器表面重新形成良好的氧化膜,碳刷使用寿命达到了半年左右。
(2)碳刷数量的较优配置?
??????直流电机中碳刷数量应满足国标规定的负荷能力。按照《Z系列中型直流电动机技术条
件》ZBK23?001-89中的要求,金属轧机用直流电动机应能承受如下连续过载:①在额定电压、转速下,带115%额定负载连续运行;②在额定电压、转速、负载连续运行之后,紧接着以125%额定负载运行2h。?
??????如某Z400-4B直流电机,额定功率400kW,额定电流715A。电机共有4个刷握杆,每个刷握杆上安装了6只碳刷,碳刷表面尺寸为25mm×32mm。那么碳刷设计工作面积(cm2)为:?
??????单只碳刷表面积×每个刷握杆上的碳刷数量×电机较对数=???????25×32×6×2=9600mm2=96cm2?
??????在125%额定负载下,碳刷的工作电流密度为:715A×l.25÷96cm2=9.3A/cm2,在碳刷理论较佳工作电流密度8~12A/cm2的范围内。但在实际使用中,该电机较大负荷电流仅为600A,也就是说,该电机碳刷较大工作电流密度为:600A=96cm2=6.25A/cm2。远低于碳刷理论较佳工作电流密度的下限值8A/cm2。?
??????碳刷工作电流密度过小,会造成电机换向器表面出现线状和槽状刻痕,缩短换向器的车削处理周期,缩短电机的使用寿命。反之,碳刷工作电流密度过大,则会造成碳刷及换向器表面发热、换向火花大。如表2对碳刷数量进行调整后,有效地避免了换向器表面的现状和槽状刻痕现象
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