电动机碳刷设计
电机碳刷知识点总结
电机碳刷知识点总结一、电机碳刷的概念电机碳刷是一种用于直流电机中的零部件，也称为电刷或碳刷。
它是一种导电性能很好的碳制品，通常由碳和其他材料混合而成。
碳刷是直流电机中传统的电刷结构，它通过摩擦电刷与电机旋转子上的集电环之间的摩擦产生电接触，从而使电流传导到旋转子上，驱动电机工作。
碳刷通常由电刷体和电刷簧组成。
二、电机碳刷的分类1. 按照用途分类根据碳刷的用途不同，可以分为电动工具用碳刷、电动汽车用碳刷、通信设备用碳刷、航空航天设备用碳刷等。
2. 按照形状分类根据碳刷的形状不同，可以分为平刷、圆刷、笔刷等。
3. 按照材料分类根据碳刷的材料不同，可以分为纯碳刷、合金碳刷、纳米碳刷等。
三、电机碳刷的特点1. 导电性好：电机碳刷由碳制成，导电性能极好，能够有效地将电流传导到旋转子上。
2. 耐磨性好：碳刷具有很好的耐磨性，可以在摩擦磨损的情况下保持稳定的电刷效果。
3. 热稳定性好：电机工作时会产生一定的热量，碳刷能够良好的耐受这种热量，不易变形、熔化。
4. 自润滑性好：碳刷具有一定的自润滑性，能够减少摩擦带来的磨损，延长碳刷的使用寿命。
5. 轻量化：碳刷由碳制成，重量较轻，在电机高速旋转时不会造成额外的负荷。
四、电机碳刷的应用领域1. 电动工具电动工具中的电机碳刷用于传导电流，驱动电机工作，常见于电钻、磨削机、切割机等工具中。
2. 电动汽车电动汽车中的电机碳刷用于传导电流，驱动电机工作，是电动汽车关键的零部件之一。
3. 通信设备通信设备中的电机碳刷用于传导电流，驱动设备中的电机运转，如风扇、印刷机等。
4. 航空航天设备航空航天设备中的电机碳刷用于驱动各种飞行器的电动机，如导弹、卫星等。
五、电机碳刷的维护与保养1. 定期检查：定期检查电机碳刷的磨损情况，及时更换磨损严重的电机碳刷。
2. 清洁保养：定期清洁电机碳刷及其周围的灰尘和杂质，保持碳刷的良好导电性能。
3. 合理使用：避免长时间超负荷使用电机，以减少碳刷的磨损。
电动工具之碳刷技术
EMI检测设备
结 论
由于换向产生的放电火花属于高频电磁波，所以炭 刷主要影响EMI性能中的功率项目，对电压项目的影响相 对较小。 炭刷作为整个电机中很小的一个零件，其对EMI性能 的影响是相当小的。电机的设计理念及制造工艺才对EMI 性能起决定性的作用。当存在EMI要求时，我们不能也不 可能完全寄希望于炭刷来解决所有的EMI问题。
炭刷在电机中的EMI机理
火 花 炭 刷
整 流 子 片 整 流 子 片
如图所示：电机转动时，炭刷在换向器巴片上滑动。炭刷的作 用是：相邻的两个巴片被炭刷短路，与之相连的电动机绕组上流过 很大的短路电流。当炭刷脱离前一个巴片向后一个巴片滑动时，电 机绕组瞬时开路，产生很大的反电动势，从而触发炭刷与前一个巴 片之间的放电火花，这是同利用开关断开电感负载的情况是一样的 （日常经验：拔出插头时产生放电火花）。只是在电机中由于炭刷 不停地在换向器的巴片组上滑动，放电火花将连续地周期性发生。 在这个过程中产生的放电火花在电磁波中为尖峰瞬变噪声，这 些噪声会延着电机机壳，导线向周围空间进行辐射。 从电磁兼容的角度来看脉冲的频谱带太宽是我们不希望的，因 为高频成分比低频成分是更容易通过辐射或偶合途径传播的，这样 的话非常容易对其他设备产生影响（注：随着目前电动工具的智能 化，放电火花会对电动工具里的电子线路产生影响，从而影响工具 使用）。
铜 套
炭 刷
电气石墨质 炭素石墨质 树脂系 金属石墨
X系列 MF-401
间隙
上述内容仅作参考
换向皮膜
换向器皮膜 =导电性＋润滑性皮膜 换向器皮膜必须保持适当的厚度。
磨削作用过剩材质，或低 温、低湿度的状态下使用
皮膜太薄
增加换向器和炭刷的机械磨 损
换向器皮膜的厚度控制较 好。磨削作用和皮膜形成 作用的平衡。并且火花小。 炭刷材质的皮膜形成 作用强，缺乏研磨性。 或者温度高，火花 大。
工业及牵引电机用碳刷性能简介
名称：进口碳刷详细内容一、含金属的石墨电刷牌号用途电刷牌号类别各国可互换牌号主要技术性能参数产地牌号 电阻系数μΩ,Μ 比重g/cm3 电流密度A/Cm3线速度Μ/S适用:钢铁、冶金、水泥、电业、线缆、纸业行业的低压、交直流电机集电环(滑环)。
含铜量48%-50%德国 RC53 1.3 3.212 35英国CM9 32.811 35日本 M5502.5 2.96 15 35法国CG651 1.4 2.913 35含铜量65%-70% 德国 RC73 0.2 4.215 30英国CM5H 0.35 3.914 30英国CM5B0.9 3.514 30法国 CG6650.3 4.05 18 30日本 M-2 0.5 4.4 20 30适用:低电压、大电流、接地装置、电镀、电线电缆、制版、铜箔等行业的流水线。
含铜量80%-90% 德国RC87 0.1 5.2 20 25英国CMIS0.32 5.5 23 30法国OMC0.06 5.98 28 20名称：汽车电刷详细内容电机用电刷性能介绍型号电阻率uΩ.m 肖氏硬度e体积密度g/cm3抗折强度Mpa接触压降V摩擦系数≤额定电流密度A/cm2允许圆周速度m/s主要用途N48 71 59 1.58 13.8 2.50 0.19 15.5 51换向良好,适用于电流密度9.5A/cm2条件下运行N6000 60 66 1.55 13.8 2.40 0.19 15.5 41 广泛应用于低负载和干燥或湿度变化大的环境下成膜性好,适用寿命长CE50 46 64 1.66 25 2.50 0.20 15.5 51基本材料CA35,经浸渍处理,可用于牵引电机CN16 54 63 1.65 17 2.70 0.20 15.5 51该材料经浸渍处理,具有良好的换向性能和较好的使用寿命CE7DE7 55 92 1.80 35 2.50 0.15 15.5 51使用于机车牵引电机和矿用牵引电机T900 51 72 1.68 31 1.70 0.22 12.5 41特别适用于低湿度和高温条件下的牵引电机G159W 30 50 1.60 30 3.00 0.15 12 51 适用于电压调整器ME778 55 70 1.83 17.5 2.30 0.14 15 51换向性能好,广泛应用于电力机车和轻轨牵引电机[关闭窗口名称：铜石墨电刷详细内容电机用电刷性能介绍型号电阻率uΩ.m 肖氏硬度e体积密度g/cm3抗折强度Mpa接触压降V摩擦系数≤额定电流密度A/cm2允许圆周速度m/s主要用途CM1S 0.32 9 5.5 68 0.24 0.11 23 30金属含量高,适用于接地装置和电锁生产线CM3H 0.20 10 4.30 27 0.52 0.10 16 25适用于集电环电机,也用于12V以下直流电机CM5H 0.35 15 3.90 23 0.86 0.09 14 30适用于40V以下直流电机和交流电机集电环CM5B 0.90 20 3.50 33 1.00 0.09 14 30 类似于CM5H,换向性能好,使用于40V以下直流电机和交流电机集电环CM9 3.00 25 2.80 29 1.16 0.11 11 35 适用于60V以下直流电机,电动机忽然交流电机集电环SM3 2.05 29 2.50 16.5 0.90 0.15 15 20银石墨电刷,适用于测速电机和微型电机名称：电动工具电刷详细内容工业级电动工具用碳刷性能型号电阻率uΩ.m 肖氏硬度e体积密度g/cm3抗折强度Mpa接触压降V摩擦系数≤额定电流密度A/cm2允许圆周速度m/s主要用途PM803CJ 838 35 1.443 13.5 VH H 8 23120V串激电机,各类电动工具,IM629 1500 27 1.43 15.0 VH VL 10 25240V1000W以下吸尘器H836(GC) 53 - 1.57 20.0 M VL 12 40120V电动工具,家用厨房电机H836(GT) 370 19.5 1.55 5.7 M VL 12 40120V电动工具,家用厨房电机CN16 62 69 1.60 - M VL 15 40 120V电动工具,切割机PM805 940 23 1.90 / VH L 10 45120V以下消费类电机/电动工具PM818 254 41 1.60 24.0 VH H 8.5 23120V各种功率电动工具,厨房电器PM825 889 41 1.60 24.5 VH L 8.5 45 120V以下电动工具PM829 508 40 1.66 14.0 VH L 8.5 23120V以下磨光机,动力制动机EG845 40 55 1.6 / M VL 15 40 切割机等小功率电动工IM624(GT) 1800 21 1.75 10.5 H VL 10 25240V以下电动工具.600以下吸尘器IM824 953 27 1.48 17.6 VH VL 12 25110-240V.1000W以下电动工具和吸尘器IM834 508 25 1.70 24.3 H VL 15 25120V1000W以上吸尘器IM839 1778 24 1.41 14.6 VH VL 12 50240V1500W以上吸尘器H805 165 30 1.65 26 M VL 12 40110V电动工具.24V以下DC电动工具H100(GC) 23 30 1.7 22.5 M VL 12 40120V电动工具.搅拌机.修枝机.割草机名称：工业用电刷详细内容工业及牵引电机用碳刷性能简介型号电阻率uΩ.m 肖氏硬度e体积密度g/cm3抗折强度Mpa接触压降V摩擦系数≤额定电流密度A/cm2允许圆周速度m/s主要用途EGOR 12 36 1.55 21 1.94 0.09 10 50适用于一般直流电机和铜质滑环CX25EG19 22 32 1.45 9 2.40 0.18 10 41良好的城膜性及换向性能,适用与扎钢电机。
电励磁电机中碳刷和滑环的作用
电励磁电机中碳刷和滑环的作用1.引言1.1 概述电励磁电机是一种常见的电动机类型，它利用电励磁产生磁场来驱动转子运动。
在电励磁电机中，碳刷和滑环是两个非常重要的组成部分，它们在电机运行过程中起着关键的作用。
碳刷是一种用于传递电流的导电材料，通常由碳和其他添加剂制成，具有较好的导电性和耐磨性。
在电励磁电机中，碳刷通过与转子上的集电环或集电器接触来传递电流。
它们随着转子的旋转而移动，确保电流的稳定传递。
除此之外，碳刷还能够起到自动修复刷槽和保护转子的作用，延长电机的使用寿命。
滑环则是一种可旋转接点的装置，用于传输电流或信号。
在电励磁电机中，滑环连接在转子轴上，并与碳刷相配合。
当转子旋转时，滑环在碳刷的压力下保持与之接触，通过滑环传递电流。
滑环不仅具有良好的导电性能，还能够实现对电流的稳定传递，并且具有较高的转速能力。
它在电机启动和运行过程中起到了关键的作用。
总而言之，碳刷和滑环是电励磁电机中不可或缺的组成部分，它们分别负责传递和稳定电流的传输。
它们的正常工作状态对于电机的性能和寿命具有重要影响。
因此，在电励磁电机的设计和维护中，对碳刷和滑环的选择和使用需要给予充分的重视。
1.2文章结构文章结构部分应该介绍本文的组织结构和各个部分的内容安排。
在这篇长文中，本文将按照以下结构来进行叙述：1. 引言部分：1.1 概述：说明电励磁电机的基本原理和构成，并引出碳刷和滑环的作用。
1.2 文章结构：介绍本文的组织结构和各个部分的内容安排。
1.3 目的：明确本文的目的和意义，为读者提供清晰的研读线索。
2. 正文部分：2.1 碳刷的作用：详细介绍碳刷在电励磁电机中的作用，包括电流传递、换向和保护电机等方面。
重点阐述碳刷的材料选择、使用寿命和维护等问题。
2.2 滑环的作用：深入解析滑环在电励磁电机中的作用，包括传递电能、传输信号和旋转连接等功能。
重点讨论滑环的材料选择、接触方式和润滑等关键问题。
3. 结论部分：3.1 总结：总结碳刷和滑环在电励磁电机中的作用和重要性，并归纳各个方面的关键点。
电机碳刷
四. 電機用碳刷4.1. 對碳刷的基本要求: (Technical request of carbon brush)碳刷是通過與換向器表面的動態摩擦接觸給電機轉子提供電能的傳導元件. 因此, 我們對碳刷有以下基本要求:a). 在換向器的表面能形成適宜的氧化亞銅,石墨和水份等組成的表面薄膜.b). 使用壽命長、對換向器的磨損要小.c). 電功率損耗和機械損耗要小.d). 碳刷下不出現對馬達有害的火花.e). 噪聲小.f). 不易破碎.g). 在一些應用器件中,要求馬達具備低的電磁干扰水准.當然, 能否滿足上述要求, 除碳刷本身外, 還與馬達的結構, 碳刷裝置的安裝以及運行條件等有關.4.2.碳刷的材料: (Material of carbon brush)1.石墨、樹脂粘結的碳刷: (Resin-bonded graphite)這種碳刷含有天然石墨或人造石墨和少量礦物質, 礦物質含量的不同, 使得碳刷在運行時對換向器表面有不同程度的磨蝕. 這種碳刷因含有天然石墨或人造石墨, 硬度較低, 但其阻尼性和潤滑性較好, 表現出明顯的抗磨性, 可以在較小的電負荷下工作. 這種碳刷材料有較高的比電阻, 而且橫向電阻與縱向電阻的比值較大, 在具有相同碳刷接觸壓降下, 碳刷與換向片間的短路電流較小.2. 硬碳碳刷: (Hard carbon brush)這種碳刷混料時, 加入了適量的摩擦物質, 因而對換向器表面有較強的研磨作用, 特別適用于具有云母絕緣片的換向器, 即使換向片遭到電火花嚴重燒蚀或磨损, 也能保证碳刷与换向器保持良好接触, 但较强的研磨作用也加速了换向器的磨损. 这种碳刷材料也具有较高的比电阻.3.碳−石墨碳刷: (Carbon graphite)这种碳刷硬度较低, 对换向器表面的研磨较轻, 使用这种碳刷应力求避免换向器表面因机械加工造成的斑痕. 通过树脂浸渍的碳−石墨材料可以明显降低摩擦系数, 減小電火花的影響, 适用于串励电机. 这种碳刷材料的比电阻值高. 可以获得较好的换向状态和降低电磁干扰.4.金属−石墨碳刷: (Metal graphite)这种碳刷中混有不同含量的金属粉未, 主要是铜粉, 有時也用銀粉. 这种碳刷材料体电阻很小, 碳刷与换向片的接触电阻也很小, 接触电压降亦小, 可以承载较大的电负荷. 220V交流电压下工作的串励电机不宜采用此种碳刷.4.3. 各種影響因素: (Some affect element)4.3.1. 电刷的损耗: (Loss of brush)1. 电刷接触损耗: (Contact loss of brush)电刷与换向器接触压降与电流无关, 而与电刷的材料及种类有关. 因此,每极电刷接触损耗:I U P b cb ∆=式中: b U ∆ − 电刷的接触电压降(国标 GB755-81 规定, 每一极性电刷的接触电压为:碳 − 石墨, 石墨电刷 1V; 金属石墨电刷 0.3V)2. 电刷的摩擦损耗: (Friction loss of brush)对电刷的摩擦损耗, 可按下式计算:b b b fb A P P μ= 式中: fb P − 电刷的摩擦损耗 (W) b μ − 摩擦系数. (对换向器取 3.02.0-.)b P − 电刷压力, Pa P b 31020⨯≈. b A − 电刷总工作面积 (2m )V − 换向器的圆周速度 (s m /)4.3.2. 无线电干扰: (Radio interfere)无线电干扰是指无用的高频信号对接收有用的信号造成的扰乱, 所涉及的 频率范围为 150KHz - 300MHz. 连续干扰由脉冲或杂乱的噪声或两者的重叠噪 声产生. 一般持续时间在 200ms 以上. 有换向器的电动机产生的干扰是这个 类型.电动机驱动的电动工具, 家用电器和类似器具无线电干扰的大小, 用干扰 电压和干扰功率来度量.- 干扰电压单位为 V μ(微伏), 用分贝表示时, 1 V μ 为 0dB .- 干扰功率单位为 )(1012pW W -, 用分贝表示时, 1pW 为 0dB .即: 0lg 20)(U U V dB =μ 或 0lg 20)(P P pW dB = 換向器極距. 式中, U 和 P 分别为干扰电压和干扰功率, V U μ10=, pW P 10=.4.3.3. 电气性能对碳刷的要求: (Electric request of carbon brush)串励电机所使用的碳刷应能承受较高的电负荷.下述几种因素对碳刷的使用有明显的影响.1. 换向状况. (Reversing)由线圈绕制匝数的不对称和磁极几何位置的不对称造成的磁场不对称, 会使碳刷受到一个附加的电负荷. 为了克服它的影响, 就要使换向器与电枢绕组 有一个合适的接法, 其主要内容是换向器相对电枢绕组的角度 − 接觸角的选 择. 然而串励电机经常在不同负载下工作, 为了有个较好的换向状态, 只能通 过试验寻找一个合适的接觸角, 使其在这种情况下换向状况最理想. 为了改善换向, 对可以移动电刷位置的电动机, 可将碳刷位置从磁极间几何中心轴线逆 转方向移动一个角度. 在小功率的单相串励电动机. 多数己将碳刷位置固定, 因此常见到的措施是将换向元件与换向片的接线位置顺电机旋转方向作了移 动. 其道理与逆转向移动碳刷位置一样. 应注意的是, 这种移动换向元件与换 向片的接线位置的方法, 仅适用于单一方向运转的单相串励电动机, 对于作正 反转运行的这类电机一般是不采用的. 移动电刷位置或移动换向元件与换向片 的接线位置, 还应注意移动的距离必须恰当, 过大或不足都会增大换向火花.2. 换向時變壓器電動勢的影响 (Affect of reversing transformer voltage)被電刷短路的換向元件中, 存在著三種電動勢, 即自感電動勢 r e , 電樞反 應電動勢 a e 和變壓器電動勢 t e (在 DC 馬達中不存在變壓器電動勢) r e , a e 均正比于 n 和 I , 可用逆轉向移電刷或順轉向移銲點抑制, 但 t e 與 n 和 I 無關, 只能在設計中加以控制, 通常取 V e t 8<, 为了限制变压器电 势的偏大以改善换向, 在设计上绕组总匝数不变时, 还可以减少电枢绕组每 个元件的匝数, 采用较多的换向片数. 这对于电枢槽数较少的情况是适宜的. 在产品中, 常见的换向片数是电枢槽数的 2 或 3 倍. 近來的經驗告訴我們, 既使是有 10-12V 的換向電壓, 如果正確的選擇了碳刷, 一樣可以達到令人 滿意的運行效果.3. 电子调速电路的影响. (Affect of electric control circuit)当采用可控硅调速电路来调节电机转速时, 畸变的电压波形造成主磁场波形畸变和不对称, 这往往使两个碳刷的磨损不一致. 为了克服这一问题. 可以 采用 “混合配置” 碳刷的方法来弥补.4. 碳刷材料的影响 (Affect of carbon brush)碳刷的电阻率可以是 0.01 - 2000 μΩm, 其值差达 105 倍. 含金属材料的金属碳刷电阻率最低, 而碳 − 石墨材料可高达 2000 μΩm. 碳刷与换向器间 的接触电压降比刷体压降大的多, 这主要是因为碳刷与换向器表面的接触点较 少, 碳刷有效横截面积缩小, 导致电阻值增大. 另外, 换向器表面形成的氧化 膜增大了接触电阻. 对于 110/220V 电压下工作的电机多采用碳 − 石墨树脂 浸渍碳刷或树脂粘结石墨碳刷. 这样, 可以保证换向电流较小.5. 额定电负荷的取值. (The value of specified electric load)碳刷的各種情況決定了其所承受的電負荷. 對于用可控硅調速的電機, 畸變的電流峰值可達額定值的 500%, 所以碳刷的電流密度應選擇偏低一些. 一 般來說, 較高的電負荷會破壞換向器表面的氧化膜, 導致換向器磨損; 而太低 的電負荷, 也會導致摩擦的不穩定.4.3.4. 機械因素對碳刷的影響. (Mechanical affect of carbon brush)近年來, 為了提高電機的經濟性, 電機的重量/功率比不斷減小, 電機的轉速 不斷提高, 機械性能不斷的改善. 但由於機械負載過大, 影響了碳刷的使用壽命. 其主要影響因素如下:1.碳刷在刷握內的運動. (The movement of the carbon brush in the brushholder)處于額定工作狀態下工作的電機, 換向器的轉動會使碳刷在刷握內不停地擺動和滑動, 必須把擺動的振幅控制在最小的範圍內. 一般間隙應在 0.065-0.213 mm 之內. 除非碳刷是按照 IEC 標准 136/1, 或者 DIN 標准 43000 和43008 制作而成的. 這種方法制成的碳刷主要按標準的規格. 同樣的道理可以運用在碳刷座的生產中, 當然, 按照 IEC 和DIN 標準生產的碳刷座, 可以保證一定程度的碳刷與碳刷座之間的間隙. 這種按標準的生產適用于普通管狀的碳刷座. 也適用于用精密工具生產出來的壓力碳刷座, 但不適用于等級較差的產品. 平滑的碳刷運動, 相對的可以達到較長的碳刷壽命, 但在可以反轉的情況下, 必須特別注意切向尺寸, 碳刷與碳刷座之間的間隙越小越好.為了在碳刷磨損情況下, 也不會有過大的搖擺, 刷握邊緣距換向器表面的距離不应超過 2mm, 一般應取 1mm 左右. 碳刷與碳刷座之間的間隙必須小于0.8 mm, 以免因碳刷粉塵和高離子空間引起電弧放電. 為了提高電機運轉的平穩性, 可以在碳刷端部采用一種傾斜角的安裝方式, 作用在碳刷的彈簧壓緊力在垂直碳刷滑動方向上產生一個分力, 以便使碳刷始終保持在一個確定的位置上, 碳刷的擺動產生一個阻滯效應.2.碳刷對的換向器的壓強. (The pressure of carbon brush to commutator)碳刷對換向器表面的壓強很重要, 因為這個壓強是用來保證碳刷與旋轉的換向器始終處于良好的接觸狀態. 如果壓強過小, 會引起碳刷的振動加劇, 特別是當換向器工作面的圓柱度值較大時, 碳刷的往复運動跟不上其徑向變化量的變化, 造成碳刷脫離換向器表面, 此時, 碳刷與換向器只能以電弧形式傳遞電流, 造成換向片和碳刷嚴重燒蝕. 如果碳刷對換向器表面的壓強過大, 機械摩擦損耗就會明顯增大, 換向器表面溫升增高, 銅氧化膜電阻減小, 造成換向惡化. 因此, 碳刷彈力是一個非常重要的因素, 碳刷彈力正確值是在碳刷與換向器接觸的機械損耗和電損耗最小的情況下獲得的. 如果碳刷彈力不正確, 則會導致機械損耗與電損耗其中之一過大.3.碳刷的工作面. (Touch surface of carbon brush)為了提高工作效率, 縮短初始磨合週期, 使電機盡快地進入額定工作狀態和穩定的電磁干擾水平(此時電機方可出廠), 應力求碳刷與換向器的实际接觸80以上. 為此, 我們可以把碳刷工作面預先制成各種面積達到整個刷面的%形狀圓柱弧面和斜面, 圓柱弧面的半徑 R 應比換向器工作面半徑 r 值大 1mm 左右. 帶有鋸齒波紋狀槽的工作面是預先將工作面和換向器切線速度方向開有固定形狀的槽, 磨合時接觸處由點至線至面的增大, 直至達到理想狀態. 此時 , 即使碳刷與換向器的接觸面積還沒有達到期望值, 電機也已能進入額定工作狀態. 而且這些溝槽還有利于排出換向火花, 減少對刷面和換向器的燒蝕. 采用上述處理的碳刷極大地縮短了磨合周期, 有明顯的效益.4.對換向器表面的要求. (Requirement to commutator)(1) 正確的表面粗糙度. (Surface roughness)為了盡快使碳刷與換向器磨合, 換向器表面必須具有合適的粗糙度 (峰谷高值).(2) 換向器的不圓度. (The T.I.R. of commutator)不圓度是指換向器的外圓柱表面相對幾何圓柱相關的各種偏離. 這種偏離可能是局部的小平面, 也可能是成組的或單個的換向片的突起, 也可能是由于 強度低在運行時產生的相關變形, 或精密切削時由于各種因素所造成的表面不 規則變化. 換向器的不圓度嚴重地降低了碳刷的使用壽命. 甚至有可能在極短 時間內造成工作故障. 為了克服不圓度的影響, 應在生產中對下列環節着重加 以控制:a. 換向片的材料不能太軟, 或碰銲接時對換向片的壓力要合適, 以免換向片翹起或銲接不牢. 一般硬度應為 10595HB HB -.b. 改善精車加工工藝. 對帶絕緣槽的換向器 應使用金剛石車刀切削其工作面, 切削速度為 300m/min, 最大速度不超過 350m/min, 走刀量應為 r m /6030μ-, 最後一刀進刀深度為 0.05 - 0.1mm.c. 嚴格控制不圓度, 兩相鄰換向片高度差, 圓周變化量.(3) 換向器的擺振. (Vibrate come from concentric of commutator)當換向器軸線與其回轉軸線不重合時, 就會產生換向器的擺振 (偏擺),由于換向器的擺振, 碳刷往复運動振幅增大, 碳刷與換向器表面接觸狀態呈週 期性變化. 為了保證碳刷的使用壽命和換向良好, 應嚴格控制擺振值.(4) 換向片片間絕緣. (Insulation between commutator bar to bar)換向片間絕緣的方式, 一般可分為兩種: 絕緣槽式和無槽平整式. 對高速串勵電機而言, 由于轉速較高, 線速度較大, 或采用電子調速系統, 必須使用 絕緣槽式的換向器. 為了提高工作的平穩性, 槽寬一般不應超過 0.7mm.4.3.5. 碳刷的噪聲: (Noise of carbon brush)碳刷的噪声是电机主要噪声原因之一, 主要包括有: (a) 碳刷振动噪声,由碳 刷的径向跳动和切向摆动产生, 噪声的频率 mkn f k = Hz, 其中, m 为任意正整 数, K 为换向片数, n 为电动机的转速 (r/s). (b) 碳刷的摩擦噪声. 由换向器表 面与碳刷接触表面的摩擦作用而产生. 特点是分布在一个较宽的频带上, 频率较高 且不稳定, 声级有波动. (c) 火花噪声, 由换向火花产生.降低碳刷噪声的措施可着手于: 换向器沟槽的宽度, 表面光洁度和硬度. 碳刷 与刷盒配合间隙, 碳刷与换向器硬度的匹配, 碳刷的倾斜角度等因素的调整. 限制 火花, 对转子应进行精密动平衡.4.3.6. 銅綠的形成: (Patina formation)磨合後的換向器表面被一層黑色的薄膜所覆蓋, 這層黑色的薄膜是一層薄的氧 化亞銅上定向的排布了一層微小的碳的薄片而形成的, 碳刷不是運行在換向器材料的表面上, 而是運行在這層薄膜上. 這層在碳刷和換向器之間的薄膜的厚度可達到 1000 , 但不能超過 100 . 當這個薄層形成之後, 磨損就只有換向器表面和碳刷 表面的不規則和換向器表面的氧化, 燒結的變化. 另外, 溫度, 濕气, 浮塵雜物和 電流在碳刷和換向器之間的傳遞會影響到銅氧化薄膜的形成, 如果銅氧化薄膜不穩 定就會出現換向惡劣, 火花, 碳刷的快速磨損, 鉅齒形換向器表面, 硬的碳刷材料 刮換向器表面的現象.4.4. 設計攷慮及注意事項: (Notice in design)4.4.1. 尺寸方面: (Dimension)1. 橫截面: (c S ) (Section)橫截面的大小主要取決于最大工作電流,按照碳刷所能承受的最大電流密度, 可計算出碳刷的最小橫截面面積. 以避免碳刷承受過大的電流密度. Ds I S c = 式中: Ds : 碳刷的電流密度.2. 切向寬度: (c W ) (Tangential dimension)一般直流電機是按換向片的寬度來決定碳刷的寬度的.而小容量的直流微電機,換向器的片數較少, 我們不妨擬定出一個換向器的極距.p D a c πτ= 式中: c τ: 換向器極距.a D : 換向器直徑.p : 極數.由于碳刷的寬度與換向區的寬度直接有關, 為了適當地限制換向區的寬度, 碳刷的寬度應限制在: c c W τ3.0≈ 左右.3. 軸向長度: (a L ) (Axis dimension)軸向長度的決定, 主要根據橫截面的大小和切向寬度. cc a W S L = 4. 徑向長度. (Radial dimension)徑向長度主要攷慮在馬達的壽命要求和內部空間的大小, 在條件充許的情況下, 越長越好.5. 有效接觸面積. (Efficiency contact area)碳刷在整個馬達的運行過程中, 碳刷的有效接觸面積會隨著碳刷的磨損不斷的變化, 有效接觸圓弧的位置也會不斷的變化,因此, 設計時要攷慮到碳刷在整個變化過程中不要引起短路.4.4.2. 碳刷導線: (Brush shunt)碳刷導線給碳刷和碳刷座之間提供了一個低電阻的電流通路(外部環路). 另 外, 它也給碳刷提供了個外部傳導熱和散熱的路徑. 碳刷導線由細的導線分幾股 扭合而成, 通常, 導線的材料是冷拔後退火的銅絲,如果電刷用在惡劣空氣環境中,通常選擇給導線鍍錫. 如果運行在高振動的條件下, 可以加幾根不銹鋼絲來提高尋線的性能, 以奐導線僵硬. 導線不可太長, 以奐新碳刷的導線碰到機器的旋轉部分或接地部分等潛在的危險性. 導線也不可太短, 以奐碳刷在快要磨完時被導線的長度限制而不能接觸到碳刷.導線截面的選擇以碳刷中通過的電流密度為基礎, 還必須注意導線的拉出力, 它確保導線不會在馬達高速運轉中碳刷因高頻振動疲勞破碎而掉出.4.4.3. 碳刷與換向器的接觸: (Carbon brush contact with commutator)1. 接觸表面的半徑: (Radii of contact surface)原則上說, 碳刷與換向器接觸面的圓弧半徑應該相吻合于換向器的接觸面圓弧半徑, 才能有好的運行特性. 但這要保證碳刷的中心線與換向器的中心完全吻合, 在實際生產中不可能做到. 因為碳刷座和碳刷之間, 一定要有某種程度的間隙. 這樣, 碳刷與換向器接觸時, 就會有輕微的偏擺.同時, 碳刷的中心線與換向器的中心也存在差異.為了確保碳刷與換向器的較好接觸, 碳刷的接觸半徑必須大于換向器的半徑. 以避免碳刷的尖角嵌入換向器槽中, 在實際設計一個新的碳刷時,最好取接觸面半徑大于換向器半徑 10-20% (經驗法則取1 mm)在上述情況下, 由於碳刷的接觸半徑大, 而換向器的接觸半徑小, 因此, 初始的碳刷與換向器的接觸實際上是線性接觸 (或點接觸), 接觸面積很小, 同時初始的彈弓彈力會很大, 則通過接觸面的電流密度就很大,這就使得初始碳刷磨損很快, 達到我們所期望的碳刷與換向器的快速磨合.這樣, 雖然不能一下子就達到碳刷的最大傳導電負載的能力, 但可以很快的達到馬達正常運行的穩定的速度、性能、甚至電磁干擾水准.值得一提的是換向器的槽, 換向器的槽在初始的磨合中也有很大的作用. 它可以切削碳刷材料. 使碳刷更快的磨合.2. 初始接觸換向器的方式: (Initial contact way)(1) 底弧切式接觸. (Undercut contact)這種接觸方式多用于安裝在碳刷片上的碳刷, 由于碳刷片是彈性彎曲的, 很難將碳刷的中心線與換向器的中心線對齊. 因此即使碳刷弧面與換向器的弧面方向一致, 也不能保證裝配後兩弧面相吻合. 選擇這種方式可以減少初始接觸面積, 使初始接觸面的電流密度加大, 使初始磨損加快, 從而使碳刷更快地渡過初始磨損, 雖不能立即到達最大的承載能力, 但可以更快地進入正常的工作狀態.(2) 底斜切式接觸. (Slant angle contact)這種接觸方式多用于外形較小的碳刷座式直流微電機,由于內部空間較小, 碳刷本身和碳刷座的幾何尺寸都較小,而碳刷和碳刷座之間必須有一定的間隙, 同時由于制造公差的存在, 與底弧切式接觸一樣, 既使碳刷弧面與換向器的弧面方向一致. 也不能保證裝配後兩弧面相吻合, 選擇這種方式同樣可以減少初始接觸面積, 使初始接觸面的電流密度加大, 從而使碳刷更快地渡過初始磨損, 更快在進入正常的工作狀態.(3) 底齒面形接觸: (Alveolus contact)這種接觸方式同前面兩種方式一樣, 都可使碳刷更快地渡過初始磨損, 更快在進入正常的工作狀態. 其優點是與換向器的接觸點更多, 這種形狀的碳刷在交流和直流馬達中都有應用.(4) 圓弧面式接觸. (Cylinder surface contact)這種接觸方式多用于幾何尺寸較大, 材料比較耐磨的碳精, 由于幾何尺寸相對較大,則制造公差相對就比較小, 碳精的中心線與換向器的中心線相差就比較小, 采用這種方式對使用這種碳刷的馬達來說, 就可以較快地進入正常的工作狀態.4.4.3. 制造碳刷的壓力方向: (Press direction in manufacture process)在用粉未冶金的方法制作碳刷時, 我們對壓結的方向有要求, 壓結方向必須垂直于換向器的中心線與碳刷的中心線所形成的平面. 如下圖所示. 如果壓結面平行于與換向器的接觸面, 其一是導電性能不好, 其二是磨損快, 在馬達的運行中, 碳刷會出現掉渣等不良現象. 讓我們以石墨碳刷和銅-石墨碳刷為例來分別進行說明.1. 石墨碳刷: (Graphite)由于石墨晶體層面之間的距离 ( 3.35 ) 比層面上碳原子間的距离( 1.42 ) 大得多, 因此石墨有明顯的各向异性. 則層面方向的電阻要比垂直于層面方向的電阻小得多, 因此理想的碳刷與換向器的接觸方向應該是碳刷的微觀石墨層面方向垂直于換向器的接觸面. 這就要求我們在設計時控制壓力的方向, 以有助于形成垂直于換向器的接觸面石墨層面.2. 銅-石墨碳刷: (Copper – graphite)由于銅-石墨混合料在高壓力作用下成形時, 銅粉的微粒會在垂直于壓力的方向上延伸成片狀, 使得延伸方向的電阻很小, 而壓力方向的電阻相對的很大. 這也就要求我們在設計時控制壓力的方向, 以便形成垂直于換向器的接觸面的銅粉微粒的延伸方向, 使這個方向的電阻小, 傳導電負荷的能力增強, 熱損耗也相對的減到最小.4.5. 换向火花的划分原则与判断标准(Commutation flash classification)直流电机的火花產生的原因有二:1.惡劣換向, 過大的電流密度, 電負載過大.2.芯振, 換向器圓度差, 碳刷彈力不足, 機械摩擦力過大.嚴重的火花會加大碳刷的磨損速度, 破壞換向器, 加大電磁干扰, 火花可分为有害火花与无害火花, 主要是根据对换向器和电刷有害, 无害来区分的. 有害火花将破坏换向器表面的氧化膜, 使之出现烧焦或损坏, 使电刷无法正常工作, 甚至因电弧飞越而导致环火事故, 造成电机的破坏. 无害火花是指不对换向器和电刷造成危害的火花. 尽管它们的表面也可能出现轻微的黑痕与灼痕, 但不发展, 且黑痕可以用汽油, 酒精等擦去, 不影响电机的正常工作. 因此, 直流电机并不要求无火花, 而允许存在无害火花.我国电机根据国标 GB755-81 的规定, 火花共分 5 级, 主要是根据火花特征及对12于 2 级.4.6. 電刷的磨蝕及磨合分析. (Wear loss and bed in of carbon brush)4.6.1. 電刷的磨蝕電刷的磨蝕由機械磨蝕和電磨蝕兩部分構成. 二者產生的機理不同, 但它們之間相互影響, 使磨蝕加劇. 在使用電刷的電機中, 電刷的磨損, 往往決定了該電機的使用壽命, 因而是一個重要的問題, 但是, 電刷的磨蝕受電的、機械的、化學的、環境的等諸多因素的影響, 又是一個非常複雜的問題.1.機械影響因素. (Mechanical affect)(1)換向器表面的粗糙度不合適, 磨擦系數加大.(2)換向器表面不能形成穩定而厚度適中的氧化膜, 使動態摩擦系數大.(3)電刷壓力不合適.(4)環境中塵埃過多, 散布在換向器表同, 形成研磨作用.(5)環境中存在氯氣、酸性氣體等, 破壞了換向器表面的氧化膜.2.電因素的影響. (Electric affect)(1) 換向火花引起−在後刷邊形成的換向火花, 使該處的溫度升高, 一些電刷的微粒燒灼後伴隨火花飛出, 造成後刷邊及其相應電刷表面的凹阬, 進一步促使火花加強. 當電流過小, 即電刷的電流密度過低時, 換向器表面不能形成氧化膜, 換向來化, 火花加大, 使電刷磨損加快; 反之, 電流密度過大, 所形成的氧化膜被火花燒掉, 同樣, 使換向惡化, 隨之, 火花更大, 電刷的電磨蝕更大了.(2) 環火的引起−此時, 電刷和換向器表面溫度更高, 後刷邊被燒紅, 電刷以小塊的形式迸出, 使整個電刷的接觸面更成了不整齊的犬牙狀, 以後的磨蝕就更嚴重了, 如果發生環火時不立即斷開電源, 電刷可能被燒焦直至報廢.。
电机碳刷成分表
电机碳刷成分表
电机碳刷成分表是一项重要的工程学研究成果，因为电机碳刷是电动机核心部件之一，它对电动机的运行效果、稳定性和寿命等方面有着非常重要的影响。
下面将为大家介绍电机碳刷成分表的相关信息和要点。
电机碳刷是由一定比例的碳素和多种助剂混合而成的一种复合材料。
其主要成分如下：
1.碳素
电机碳刷的主要成分是碳素，通常采用天然石墨或人工石墨作为基本原料，经过高温热处理后制成。
碳素的含量对电机碳刷的性能和寿命有着非常重要的影响，一般来说碳素的含量越高，电机碳刷的耐磨性和导电性就越好，但是其密度也会相应增加，容易造成电动机负载增大等问题。
2.助剂
为了增强电机碳刷的机械强度和化学稳定性，生产过程中通常还会添加一些助剂。
助剂可以分为多种类型，如粘结剂、填充剂、密封剂和增韧剂等。
粘结剂常常用于提高电机碳刷的密实度和强度，填充剂则可以增加碳刷材料的缓冲性，密封剂则用于提高碳刷的抗化学腐蚀性
能，增韧剂则可以有效提高电机碳刷的抗冲击性和防脱屑性。
3.其它材料
除了碳素和助剂之外，电机碳刷生产过程中还可能添加一些其它材料，如金属粉末、陶瓷粉末和高分子材料等。
这些材料通常是用于改变电
机碳刷的特性和功能，比如增加电机碳刷的磁导率、提高其阻燃性能
和耐高温性能等。
综上所述，电机碳刷成分表是电动机工程学研究中非常重要的一部分。
通过详细了解电机碳刷的成分和配比，可以更好地优化电动机的性能
和寿命，有效延长其使用寿命和稳定性。
因此，电机碳刷成分表应该
得到更多的重视和研究，以提高现有电动机技术的水平以及开发更为
先进的电动机技术。
直流电机碳刷的作用
直流电机碳刷的作用直流电机碳刷的作用直流电机是现代工业中广泛使用的电动机之一，而碳刷则是直流电机的重要组成部分之一。
在众多的电机零件中，碳刷在直流电机运作中有着不可替代的作用。
那么，直流电机碳刷的作用是什么呢？本文将从机械、电学、热学和应用等方面分别阐述其作用。
机械作用直流电机的运作离不开碳刷的机械作用。
直流电机的转子和定子之间存在永磁力或电极磁场，当通入电流时，转子开始旋转。
这个旋转的过程离不开碳刷与转子之间的摩擦作用。
碳刷与转子摩擦会产生一定的电火花、磨损和断裂，但是也能够输出摩擦能量，通过摩擦力促进转子的旋转。
电学作用除了机械作用外，碳刷还在直流电机运作中具有重要的电学作用。
直流电机的运作离不开交流电源直接转换成直流电流的作用。
精巧的电路设计将直流电路接在电极上，电极以外则是直流电机的旋转部分。
当碳刷碰到电极，直流电就通过碳刷流入电极中，从而产生了电流。
热学作用直流电机在进行高速旋转时，会因为碳刷摩擦或其他不良因素产生非常大的热量。
碳刷直接接触运动的金属，导致磨损被无意识的磨削。
如果发生故障，会导致融化甚至起火。
应用作用最后，碳刷还有诸多的应用作用。
直流电机广泛应用于机械制造和工业生产线上。
直流电机和碳刷设计结构，有很多其他领域的应用。
其中最常见的是用于家用电器如吸尘器和电风扇等。
当你转动电风扇的时候，转子开始旋转，而碳刷会产生如微小火花一样的电弧，从而完成电动机的电学连接使用，使得转子保持旋转状态。
总的来说，直流电机碳刷在直流电机的运行中具有重要作用。
除了机械和电学作用外，碳刷还有着热学和应用等方面作用。
无论在哪个方面都离不开碳刷的贡献作用。
碳刷型号资料
碳刷型号碳刷是电动机中不可或缺的部件，具有重要的导电和传递能量的功能。
碳刷型号的选择对于电动机的运行稳定性和寿命有着重要的影响。
本文将介绍几种常见的碳刷型号及其特点，以帮助读者更好地了解碳刷的选择和应用。
通用型碳刷通用型碳刷是一种较为常见的碳刷型号，适用于各类电动机的通用场合。
这种碳刷具有较好的导电性和磨损性能，价格适中，适用范围广泛。
通用型碳刷一般适用于一般功率的电动机，使用寿命较长，是许多电动机制造商的首选。
高温型碳刷高温型碳刷适用于高温环境下的电动机，具有较好的耐磨性和高温稳定性。
这种碳刷通常采用特殊的配方和加工工艺，能够在高温环境下保持良好的导电性能，延长电动机的使用寿命。
高温型碳刷广泛应用于炼油、冶金等行业的高温电动机。
高速型碳刷高速型碳刷适用于高速旋转的电动机，具有较好的动态平衡性和磨损性能。
这种碳刷在设计和材料选择上更加注重稳定性和耐磨性，能够有效减少高速旋转时的碳刷磨损和噪音。
高速型碳刷广泛应用于风力发电机、电动汽车等高速电动机领域。
大功率型碳刷大功率型碳刷适用于大功率电动机，具有较好的导电性能和导热性能。
这种碳刷通常采用高纯度的碳素材料制成，能够在高功率下保持稳定的电气性能，适用于需要大电流输出的电动机。
大功率型碳刷广泛应用于电力、钢铁等行业的大功率电动机。
综述不同型号的碳刷适用于不同类型的电动机，选择适合的碳刷型号能够提高电动机的稳定性和寿命，降低维护成本。
在选择碳刷型号时，应根据电动机的特点和工作环境综合考虑碳刷的导电性能、磨损性能、耐磨性能等因素，选择最适合的碳刷型号，以确保电动机的正常运行和长久使用。
以上便是关于碳刷型号的介绍，希望能够对读者有所帮助。
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用
途
弹簧压力的设计，及所需要的炭刷材料需要经过试验验证，方可实施。 上表中所列数值仅作参考。 由于炭刷材料的特殊性——相对弹簧、刷架和换向器而言比较脆弱，弹 簧对炭刷的压力最好应为面接触（涡簧），次之为线接触（压簧），尽量避 免点接触（扭簧），否则炭刷易发生开裂。若电机结构的局限性必须为扭 簧，应在与炭刷接触部位增加直线段，如下页所示。
电刷的基本知识
密度——密度对电刷性能的影响最小。定性地讲，密度越高，电刷 越耐磨。 综合来讲，电阻率和抗折强度对电刷的性能起着决定性作用。这四 个参数是相互作用的。它们的影响作用如下： 密度↑→硬度↑→电阻率↓→抗折强度↑ 密度↓→硬度↓→电阻率↑→抗折强度↓ 5、电刷与弹簧和换向器的关系 电刷、弹簧和换向器是电机整流（换向）系统的三大核心部件。它 们三者的配合对电机的性能起着至关重要的作用。 5.1、电刷对弹簧的要求 电刷与换向器的接触是靠弹簧的压力决定的。炭刷的磨损简单地分 为：机械磨损和电气磨损两种。
换向器热处理：200 ℃-12小时。
真圆度： 在高温（200℃ ）、高速（50m/s ）、连续运行一段时
电刷的基本知识
5.3、弹簧压强的配合
种 类 材质名 351A 105S X系列 MF-401 起始压强 KPa 电气石墨质 炭素石墨质 树脂系 金属石墨 40~50 50~70 50~60 50~60 终了压强 KPa 20~30 30~40 25~35 25~35
电刷的基本知识
涡
簧
压
簧
扭
簧
扭
簧
电刷的基本知识
5.4、炭刷和刷架的配合间隙
种 铜 类 套 材质名 黄 铜 351A
105S BX-388
厚度公差 0~+0.2 -0.05~-0.15 -0.05~-0.15 -0.10~-0.20 -0.10~-0.20
宽度公差 0~+0.1 -0.02~-0.07 -0.02~-0.07 -0.07~-0.12 -0.05~-0.15
电刷的基本知识
弹簧弹力与电刷的机械磨损和电气 磨损关系如下：
Brush Wear rate mm/100hour
5 4 3 2 1 0 0
Mecanical
弹簧弹力↑→机械磨损↑→电气磨损↓ 弹簧弹力↓→机械磨损↓→电气磨损↑ 关系图如右图所示。 5.2、电刷对换向器的要பைடு நூலகம் 在电机的整个运行过程中，炭刷始 终和换向器接触着，不停地对电流进行 换向。 在电机的高速运行过程中，对换向 器的硬度、片间高度差、真圆度和稳定 性有很高的要求。
更换定子、弹簧、转子案例
表—1 整流子参数对照表
顾客名称 整流子 外 径 (φmm) 巴 数 (片) 高 度 (mm) 铜套前端 与整流子 间 距 (mm)
A
23.3 25.4 23.1
22 22 22
12.4 14.3 14.4
1.30 2.00 1.25
C
B
更换定子、弹簧、转子案例
表—2 弹簧参数对照表 顾客
电刷的基本知识
1、电刷的发展史 1836年，Pixii发明了带整流子（换向器）的直流电机，使用铜作 为电刷，电刷由此诞生。铜电刷缺乏弹性，接触很不稳定。到1883 年，Forbs首次使用炭素材料制成了电刷。当时的电刷是用粘结剂把无 定型炭固定住。它的研磨性较大，电流容量较小，缺乏均一性。直到 1896年，E.G.Acheson成功地生产出了人造石墨，具备了电刷要求的 特性，用炭做的电刷 ——“炭刷”随之诞生。 2、电刷的作用 电刷的作用是在电机的固定部件（定子）与旋转部件（转子——换向器 （整流子）或集电环）之间传导电流。在直流电机和交流电机中，被电刷短路 的线圈的电流方向在接触过程中改变180°。
2002051602
264.0
34,289
1,196
1 ½-2
谢 谢
2002051601
A
B
A
A
2002051602
A
A
A
A
C001A
2002051603
A
A
A
C
C001A
2002051604
C
C
A
A
C001A
更换定子、弹簧、转子案例
电机编号 2002051601 实验时间 (h) 451.5 推算寿命 (h) 597 703 423 316 339 2002051603 154.8 432 2002051604 47.4 —— 32,516 1,204 1 1/2 34,638 1,181 1 ½-2 转 速 (rpm) 39,318 输入功率 (w) 1,191 火花级别 (中国) 1 1/2
20
40
Electrical
60
Total
80
Spring Pressure KPa
电刷的基本知识
根据STI的经验，除了片间绝缘性能，换向器的性能还要包括以下 几个方面： 材 结 料：CuAg合金中，银的含量应≥0.1%（0.1~0.3%） 构：具有环状耐高温加固条结构。 间（ 100小时）后的条件下检测 试验前： Max-Min ≤5μm；试验后：Max-Min ≤20μm； 相邻巴片间的高度差：≤0.5μm 表面粗糙度：Ra为0.8~1.2μm 硬 度：维氏105~115（HV）；布氏100~110（HB）
C1 C2 A1 A2 B1 B2
弹簧压力：
线径
0.412 0.411 0.445 0.447 0.463 0.411
外径 6.10 6.15 7.56 7.49 8.20 8.06
自由长 63.31 63.02 67.44 68.33 70.34 70.50
总圈数
有效圈
18mm
42mm
31 31 25 25 18 18
29 29 21 21 18 18
256 254 249 255 256 250
119 118 145 131 122 127
A，38-20KPa； B，38-19KPa。
C，39-18KPa；
更换定子、弹簧、转子案例
电机编号 定 子 转 子 刷 架 弹 簧 碳刷材料 (6.5*10*30) C001A
电刷的基本知识
3、炭的性质 a）、轻； b）、良好的电传导性； c）、良好的热传导性； d）、自润滑性。 4、电刷的主要物理参数对性能的影响 电阻率——电阻率越高，对火花压制越有利；电压降会增加，电机 的效率会下降；同时，电刷的温升会增加，有可能会导致电刷胀死在刷 架中。 抗折强度——抗折强度越高，电刷越耐磨。 硬度——硬度越高，电刷越耐磨，噪音会增大；同时对换向器的磨 损也会增加。
碳 刷 生 产 工 艺 流 程 图
下 压
TOYO K 上海东洋炭素工业有限公司
吸尘器电机用主要炭刷材料物理参数一览表
材 料 密 度 (g/cm3) X-72 X-78 X-91 X-94 X-93 X-05 1.45 1.50 1.35 1.35 1.50 1.50 肖氏硬度 —— 20 19 15 15 20 16 电阻率 (μΩ·m) 360 360 1000 1000 650 450 抗折强度 (MPa) 15 21 16 16 25 20 膨胀率 (10-6/℃) 60 /12 37 / 8 38 / 13 38 / 13 53 / 12 30 / 5
铜 套
炭 刷
电气石墨质 炭素石墨质 树脂系 金属石墨
X系列 MF-401
间隙
上述内容仅作参考
换向皮膜
换向器皮膜 =导电性＋润滑性皮膜 换向器皮膜必须保持适当的厚度。
磨削作用过剩材质，或低 温、低湿度的状态下使用
皮膜太薄
增加换向器和炭刷的机械磨 损
换向器皮膜的厚度控制较 好。磨削作用和皮膜形成 作用的平衡。并且火花小。 炭刷材质的皮膜形成 作用强，缺乏研磨性。 或者温度高，火花大。
适当皮膜
炭刷的磨损小，效率高
皮膜过剩
温升过高，磨损过大.
换向皮膜
火花较小，皮膜的厚度适当。 在换向器表面形成均匀的很薄的皮膜。
火花为中到大时，换向器表面发黑。 炭刷具有一定的磨削性，但不充分。
皮膜过厚。 由于火花过大，炭刷的炭粉黏附在换向器表面。 炭刷缺乏磨削性。
电刷的主要制造过程
TOYO K
上 压