碳刷名詞解釋
碳刷是電動機或發(fā)電機或其他旋轉機械的固定部分和轉動部分之間傳遞能量或信號的裝置，它一般是純碳加凝固劑制成，外型一般是方塊，卡在金屬支架上，里面有彈簧把它緊壓在轉軸上，比如石油鉆井完成后，需要進行檢測，就要從井筒放儀器下去，就是通過碳刷將信號從旋轉部分（外包鋼絲的電纜滾筒）送到地面儀器的。碳刷的樣子有點像擦鉛筆的橡皮條那樣，頂上有導線引出。體積有大有小。碳刷作為一種滑動接觸件，在許多電氣設備中得到廣泛的應用。產(chǎn)品材質主要有電化石墨，浸脂石墨，金屬（含銅，銀）石墨。
碳刷的作用
有刷電機里面頂在換相器表面，電機轉動的時候，將電能通過換相器輸送給線圈，由于其主要成分是碳，稱為碳刷，它是易磨損的。應定期維護更換，并清理積碳。
碳刷的種類
碳刷有樹脂類，電化類，和有色金屬類，它們因材料和工藝不同而使用在不同的電機上。檢驗碳刷的方法為保障電機的正常運行，正確選擇碳刷型號是十分重要的，由于制造碳刷時所選用的原材料和工藝不同，其技術性能也有差異。因此在選擇碳刷時，應該綜合考慮碳刷的性能和電機對碳刷的要求。碳刷使用性能良好標志應該為：
1 在換向器或集電環(huán)表面能較快形成一層均勻、適度和穩(wěn)定的氧化薄膜。
2 碳刷的使用壽命長，并不磨損換向器或集電環(huán)
3 碳刷具有良好的換向和集流性能，使火花抑制在允許的范圍內，并且能量損耗小。
4 碳刷運行時，不過熱，噪音小，裝配可靠，不破損。
碳刷的正確安裝方法
1.碳刷裝入刷握內要保證能夠上下自由移動，碳刷與刷握內壁的間隙在0.1-0.3毫米之間，以避免碳刷和刷握之中因間隙過大產(chǎn)生擺動。刷握下邊緣距整流子表面的距離應該保持在2毫米左右。如距離過小，刷握容易觸傷換向器，距離過大，碳刷易顫動而導致破損。
2.在同一臺電機上，原則上應該使用同一種型號的碳刷，但對于個別換向特別困難的大中型電機，可采用雙子碳刷，其滑入邊采用潤滑性能好，滑出邊采用抑止火花能力強的碳刷，從而使碳刷的運行得到改善。
3. 施于同一臺電機各碳刷的單位壓力應力求均勻，以免電流分配不均，導致個別碳刷產(chǎn)生過熱和火花。碳刷的單位壓力應按“碳刷技術性能表”來選擇，對于轉速較高的電機或在振動條件下工作的電機，應適當提高單位壓力，一保證正常工作。打個比方：牽引機電機的碳刷單位壓力為0.4-0.6kgf/cm2。通常碳刷單位壓力過高，是碳刷的磨損加劇，單位壓力過小，接觸不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)機械火花。
碳刷更換的周期標準
1.碳刷磨損到一定程度要更換新的碳刷，碳刷最好一次全部更換，如果新舊混用，可能會出現(xiàn)電流分布不均勻的現(xiàn)象。對于大型機組，停機更換碳刷，勢必影響生產(chǎn)，可以選擇不停機，我們通常建議客戶的做法是每次更換20%的碳刷（即每臺電機的每個刷桿的20%），每次間隔時間為1-2周，待磨合再逐步更換其余碳刷，以保證機組的正常連續(xù)運行。
2. 為了使碳刷與換向器接觸良好，新碳刷應該進行磨弧度，磨弧度一般在電機上進行。在碳刷與換向器之間放置一件細玻璃砂紙，在正常的彈簧壓力下，沿電機旋轉方向研磨碳刷，砂紙應該盡量粘緊換向器，直至碳刷弧面吻合，然后取下砂紙，用壓縮空氣吹凈粉塵，再用軟布擦拭干凈。研磨碳刷不宜采用金剛砂紙，以防金剛砂顆粒嵌入換向器槽內，在電機運行時，擦傷碳刷和換向器表面。磨弧后，電機先20-30%以負荷運轉數(shù)小時，使碳刷和換向器磨合，并建立均勻的氧化薄膜。再逐步提高電流至額定負荷。
幾種常見碳刷故障產(chǎn)生的原因及解決方法
一、火花產(chǎn)生的原因和排除的方法
1.導致原因 處理方法
a 附加極調整不良－－－－－－－－－－用分流或調整附加極氣隙，或改換碳刷型號。
b 云母突出－－－－－－－－－－－－－下刻云母或使用磨蝕性較大的碳刷
c 換向器升高片連接處斷開－－－－－－ 重新焊接
d 碳刷位置不正確－－－－－－－－－－ 調整刷握至正確位置
e 刷握的間距或排列不勻－－－－－－－ 糾正刷握的間距和排列
f 換向器或集電環(huán)偏心－－－－－－－－－最好在額定轉速下車削或重新研磨
g 換向器松動，換向片有高低－－－－－－ 緊固一下，車削或重新研磨
h 換向片有油污－－－－－－－－－－－－ 清掃換向片和密封軸承
i 碳刷粘附或滯留在刷握里－－－－－－－－檢查碳刷尺寸是否正確，清掃碳刷和刷握除去任何毛刺
j 碳刷磨合不佳－－－－－－－－－－－－－磨合碳刷
k 碳刷型號不適合電機
2.關于碳刷的顫震原因 處理方法
a 換向片或云母突出－－－－－－－－－－－緊固換向器，下刻云母
b 刷握離開換向器或離集電環(huán)太遠－－－－－調整刷握至換向器的距離為2毫米
c 換向器或集電環(huán)橢圓－－－－－－－－－－車削或重新研磨換向器或集電環(huán)
d 刷握安裝松動－－－－－－－－－－－－－安裝緊固片
e 碳刷在刷握內太松－－－－－－－－－－－如果刷握磨耗，需更換新的
f 碳刷型號不合適
3.關于碳刷磨損不均勻的問題故障 處理方法
a. 電機過載－－－－－－－－－－－－－－－ 降低和限制電機負荷
b. 換向器或集電環(huán)上有油污－－－－－－－－清掃換向器或集電環(huán)
c. 碳刷和刷桿間的電阻不均等－－－－－－－清掃和緊固連接處
e. 碳刷接觸面有磨蝕粒子－－－－－－－－－重新磨合和清掃碳刷表面
f. 電流分配不均勻－－－－－－－－－－－－調整碳刷壓力
g. 碳刷型號混用－－－－－－－－－－－－－只可安裝一種型號的碳刷
碳刷的維護
碳刷在運行過程中，應進行及時的維護。常會維護不好而造成事故，甚至停機停產(chǎn)。反之，加強對集電裝置部分的維護，能及早發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，可以免除很多事故的發(fā)生。帶有換向器的電機，由于碳刷不但起傳導電流的作用，而且還起換向作用，因而其監(jiān)護工作量要大得多。經(jīng)常和仔細觀察換向火花的狀態(tài)和特征是非常重要的。直流電機換向火花的大小和狀態(tài)，是影響換向諸因素綜合作用的反映，是電機運行情況好壞的主要標志。因而仔細觀察火花的產(chǎn)生及其變化規(guī)律，是分析火花產(chǎn)生的原因和采取措施來消除火花的根據(jù)。 電機運行時所產(chǎn)生火花的形態(tài)，通常分為點狀火花（很微弱且不連續(xù)）；粒狀火花（較點狀火花大，亮度也較點狀火花強）；火球狀火花（在碳刷滑出邊上停留或浮動的紅色或白色的明亮球狀火花）；火舌狀火花（在碳刷滑出時，火花拖長，有短火苗，一般為紅色）；爆鳴狀火花（火花明亮，有較大的放電聲響）；飛濺狀火花（火舌拖出較長，有火星飛越現(xiàn)象）；環(huán)火狀火花（碳刷滑出邊火花拖長并附在換向器表面形成環(huán)火，嚴重時形成正負刷架間的弧光短路）。
制作碳刷材料的類別
金屬石墨類
該類碳刷的主要材料是電解銅和石墨。根據(jù)使用需要有時也采用銀粉（精密儀器上用的，非常貴）、鋁粉、鉛粉等其他金屬，這些碳刷里面又有含黏結劑和不含黏結劑之分。這類碳刷既有石墨的摩擦特性又有金屬的高導電性，因此，適用于高負荷和換向要求不高的低電壓電機（如汽車啟動馬達等）。其圓周速度不超過30米/秒。
天然石墨類
天然石墨是該類碳刷的主要原材料黏結劑采用瀝青或樹脂，經(jīng)過烘焙或1000度燒結而成。這類電機有良好的潤滑性能和集流性能。多數(shù)用于運行平穩(wěn)的中小型直流電機和高速汽輪發(fā)電機集電環(huán)。
電化石墨類
主要成分是碳黑、焦碳和石墨等各種碳素粉末材料組成，經(jīng)2500度高溫處理，使轉化為微晶型人造石墨。這類碳刷具有優(yōu)異的換向性和自潤滑性能，廣泛用于各類交直流電機不但壽命長，而且對換向器的磨損小。
碳刷對應設備的型號選擇
關于碳刷型號的選擇，對整個電機的運行穩(wěn)定起很關鍵的作用
固定式直流電機
平云母：
工業(yè)規(guī)格——————————————D308\D374L\D214
分馬力———————————————D308\D374L\D214
下刻云母：
無附加極——————————————D214\D308\D374b
有附加極：
小型——10千瓦以下———————－－D104\D214\D172
中型——小于500千瓦：
速度低于18米/秒———————－－－D172\D214
速度大于18米/秒———————－－－D172\D374n
大型——大于500千瓦
速度低于18米/秒———————－－－D214\D374b
速度低于18米/秒—————－－－——D374b\D374n\D376n
特殊工作條件
長期低負荷運行———————————D172nm\D214
負荷波動嚴重————————————D374b\D376n
軋鋼電動機—————————————D374b\D214
軋鋼發(fā)電機—————————————D374n\D376n
電化學生產(chǎn)—————————————D308\D214
高速勵磁機—————————————D312\D374b\D374n\D376n
旋轉放大器和正交磁場電機——————D308\D252
旋轉和電動變流機——————————D372\D214\D374n
電鍍發(fā)電機—————————————J204\J201
電焊發(fā)電機—————————————D104\D214\J204\S6m\S3
勵磁機———————————————J204\J201\D104\D172
