直流电机的电刷支架如何来平衡换向器与电刷之间的电气性能？

在许多情况下，电刷支架是电机电路的一部分，电刷的主要功能涉及传导电流，所有电机的电气连接都必须具有最小的电阻，以提供电流从主引线连接到换向器接触表面的最佳路径。换向器经过一段时间内的腐蚀，污染或电解作用会导致电阻急剧增加，电刷或支座的安装不当会导致连接松动。电刷电路中的任何高电阻都将导致过多的热量或不希望的电流路径，并导致电刷负载不均。旋转设备领域的一般知识和经验多年来一直在缓慢下降，在故障排除过程中或作为维护计划的一部分，电刷支架很少受到适当的关注。

在具有圈定螺旋弹簧型电刷支架中，电流应从电刷架底部的连接器向上流过黄铜插件，到达电刷端部的端盖，向下通过分流器流向电刷。如果电刷末端的圆形或带耳帽未与黄铜支架插件不能正确接触，则电刷会很快失效，当这种情况存在时，电流将直接从黄铜插件流到弹簧或电刷。任何一种情况下，都将产生极高的热量，电刷就会失去接触，换向器磨损以及最终导致电机故障。

如果电刷支架的安装表面变脏，腐蚀甚至涂漆，那么电流将再次需要沿着另一条路径行进，从而引起失效问题。电刷支架的位置将决定刷子在移动的接触面上的位置，对于滑环应用，支架通常位于环的顶部周围，以方便操作。在该位置，刷子的重量有助于接触力。如果将支架安装在接触面的下侧，则可能需要附加的弹力以补偿电刷的重量。

在带有换向器的直流电机上，电刷支架相对于励磁极的正确定位至关重要， 电刷还必须在电压电平接近零的中性区内接触换向器。当电刷支架位置允许电刷在中性区域外部接触时，电刷下方的换向器的条间电压会更高，循环电流，条边燃烧和电弧损坏。支架安装的最常见角度是0度，即垂直于接触面，大多数集电环和换向换向器应用都利用这种所谓的径向安装，优点是易于安装支架，最大的弹簧力传递到换向器的接触表面，并且在相反旋转时电刷接触也相当稳定， 支架内的任何刷面移动都会导致接触面发生变化。当刷子的顶部和底部始终固定在支座的同一侧时，无论旋转方向如何，都会产生最稳定的表面接触，具有倾斜角度支架安装件以增加这种稳定性和电刷接触的有效面积。

当相对于旋转方向使用正确的角度时，才会出现稳定性， 当进入边缘是电刷的短边或尾随位置时，面角应为20度或更小。在更大的角度下，旋转和弹簧力会将电刷楔入支架的底角，并导致高摩擦力和不稳定的接触。通常，电刷的尾部应具有浅的顶部斜角。 当进入边缘是电刷的长边或领先位置时，面角应为25度或更大。在20度或更小的角度下，旋转的作用将电刷的底部从电刷的顶部拉到支架的相反侧。电刷的顶部斜角应为20到30度。 可以在一个或两个旋转方向上保持稳定的接触，并且电刷面角度在20到25度之间。支架角度的潜在缺点是损失弹簧有效的向下力，一部分弹簧力消散，从而将电刷保持在固定器的一侧稳定。

结论

增加弹簧力以补偿在将电刷保持在固定器侧面时，电刷角度的作用而造成的有效向下力的损失。如果刷子的顶部斜角为20度，底部斜度为30度，则弹簧力应增加6.0％ 13.4％或大约20％，以在电刷表面保持适当水平的有效向下接触力。 最佳设计将允许电刷在零度或垂直于环的情况下进行接触，任何角度都会导致电刷在接触稳定性较低的情况下工作。