電機(jī)的新解化和外部膜探討

1、電機(jī)的新解化和外部膜探討zac1e 繞線式異步電動(dòng)機(jī) 1機(jī)械接觸是通過各個(gè)接觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的，機(jī)械性接觸面積 Sb 遠(yuǎn)比表觀接觸面積 Sa 小，機(jī)械有效接觸部分叫做赫茲（Hertz）面，一般為表觀接觸面積的幾千分之一。隨著換向器的高速旋轉(zhuǎn)，電刷與換向器間的摩擦、磨損使接觸點(diǎn)不斷發(fā)生變化，因此2電刷與換向器之間的每一個(gè)接觸點(diǎn)都是短暫的，接觸點(diǎn)的位置也在不斷變化，處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。由于電刷、換向器表面的凹凸不平以及機(jī)械振動(dòng)作用，在機(jī)械接觸點(diǎn)以外的大部分區(qū)域主要是氧化亞銅、石墨的微粒、吸附的水膜組成，使電刷與3換向器的接觸通過一個(gè)過渡層表面膜來完成。表面膜的形成機(jī)理及影響因素表面膜的形成機(jī)理電刷和換向器之

2、間形成的表面膜，不僅與電刷和換向器的材質(zhì)、表面狀況、環(huán)境等因素有關(guān)，而且還與一系列物理化學(xué)反應(yīng)有關(guān)。HesslerVP 測出4表面膜的組成為：氧化亞銅占 66，碳占 22，其它占 12。表面膜的形成一般有 3 種途徑：化學(xué)反應(yīng)、水膜的電解和吸附。換向器大都采用銅或銅合金制造，電刷一般由銅和石墨組成。電機(jī)在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)械摩擦和電能損耗將導(dǎo)致溫升，很容易生成氧化5亞銅。空氣中的水分將使反應(yīng)加速： 4CuO22Cu2O，2Cu2OO24CuO.一切物體在空氣中毫無例外地都將被一層水膜所覆蓋，水膜的厚度因物體性質(zhì)和空氣濕度不同而異，一般為 1010-910010-9m。這層水膜6在電場作用下將被電離

3、：H2OHOH-。當(dāng)電流由換向器流向電刷時(shí)，換向器為正極，電刷為負(fù)極，氫氧根離子向換向器游動(dòng)，在換向器上折出氧氣，此氧十分活潑，立即與換向器表面金屬進(jìn)行氧化反應(yīng)，形成一層金屬氧化膜。反之，當(dāng)電流由電刷流向換7向器時(shí)，電刷為正極，換向器為負(fù)極，在換向器表面折出氫氣，使換向器表面氧化膜還原，金屬氧化膜變薄。因此，電刷在運(yùn)行過程中，在接觸表面發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，使表面膜不斷處于動(dòng)態(tài)平衡之中。在電8刷、換向器的加工使用中，各種微粒雜質(zhì)、灰塵以及剝落下來的石墨等，都有可能吸附在電刷和換向器上，成為表面膜的一部分。影響表面膜的因素影響表面膜的主要因素有負(fù)載電流、溫度、濕度、壓力、有害氣體、油和灰9塵等。一般負(fù)

4、載電流過大將導(dǎo)致氧化膜過厚，因此當(dāng)一部分氧化膜脫落時(shí)，使它變得不均勻，電流容易集中于氧化膜的薄層部分而形成深的條痕；負(fù)載電流過小則難以形成氧化膜，電刷的滑動(dòng)變得不穩(wěn)定，使換向器表面產(chǎn)生細(xì)條痕。10換向器周圍的溫度和濕度對(duì)換向器表面氧化膜的形成有明顯影響，溫度和濕度低時(shí)，形成較薄表面膜；溫度和濕度高時(shí)，形成較厚表面膜。而表面膜狀況的不同，將影響電刷的滑動(dòng)特性、火花的大小和換向器的磨損程度。11當(dāng)存在有害氣體，如 SO2、H2S、NH3、Cl2 等，軸承油或其它油類附在換向器上，將導(dǎo)致表面膜過厚或使表面膜腐蝕、電解，造成電流集中而產(chǎn)生條痕。如大氣中存在 H2S 時(shí)，則在表面膜中就有硫化亞銅，由于表面膜過厚，并與換向器粘結(jié)牢固，妨12礙了電機(jī)的運(yùn)行。結(jié)束語在電機(jī)換向器、電刷表面形成的表面膜，雖然處于不斷形成又不斷消除的動(dòng)平衡狀態(tài)，但它的均勻、適度、穩(wěn)定是保證電機(jī)正常運(yùn)行的重要條件