影响电刷正常应用的几个参数

在电机中，电刷用于将电流从定子绕组传导到转子绕组，它们具有高电阻率，电刷也用于通过避免火花收集电流，碳刷用于使静止导线与旋转转子接触，最常用的是直流电机。为了在整个旋转过程中获得相同方向的转矩，必须在每半个周期内反向流过转子绕组的电流方向，这称为“换相”，通过通过电刷提供转子电流来实现。电刷固定在定子上，与固定在转子上的铜板相连，当旋转器旋转时，电刷以正确的方向提供电流。

直流电机采用碳刷，防止电枢线圈短路引起火花，两个刷子被放置在轴上，它们是固定的。短路电流从电刷端子收集并提供给换向器，换向器使电枢电流在本质上是单向的。碳刷是由碳制成的，因为碳是一种相当好的导电体，而且它很软，所以接触很好，但是电刷磨损，必须定期更换。这是直流电机的一个主要缺点。现在我们有无刷直流电动机，其中的换相是由功率mosfet完成的。

并联直流电机

由于其较低的平均转速，通常比串联电动机具有更好的电刷寿命，然而，如果在并联磁场中插入电阻以削弱磁场强度并提高电机速度，即使使用标准电刷，也可能导致换相不良。这种附加电阻改变了磁场和电枢的安培匝数比关系，使得电枢线圈相对于磁通量在不太有利的位置进行换相，在选择替代碳刷时必须考虑此因素。

频繁的启动和停止

对电刷造成了挑战，因为涉及到更高的启动电流，这一因素对高压并联电机的影响特别明显，此外，开始摩擦的考虑因素对性能也有影响，选择高接触压降电刷（压降为1伏或以上的电刷）可能更合适。电刷运行的安静主要取决于电刷和换向器之间不间断、平滑的表面接触的维护。换向器的同心度、电刷弹簧压力和电刷与电刷架的配合也与安静有关。当安静是最重要的，正常使用的电刷可以替换为一个柔软的等级，有足够的弹簧压力，以确保足够的换向器接触。

湿度水平影响电刷磨损，低磨损率取决于换向器上导电润滑膜的形成，极低湿度（高海拔）会导致电刷摩擦和相对快速的电刷磨损，因为湿度不足，无法形成所需的薄膜，可提供特殊等级的电刷，应选择用于低湿度应用。另一方面，高湿度可能会增加电刷的电解作用，为了改善高湿度应用中的换向，通常指定具有一定磨损度的电刷。

化学烟雾、污垢或灰尘的存在也是电刷选择的一个决定因素，在受到这些污染物影响的环境中使用的电刷等级建议通常包括具有某种清洁作用的电刷，使用全封闭电机也有助于防止污染物到达换向器和电刷。

换向器表面的性质影响电刷的工作

令人满意的服务要求保持光滑表面的均匀光洁度和同心度，由于任何原因，换向器表面特性的变化几乎肯定会对电刷和换向器系统的性能产生显著影响。弹簧，在整个换流系统中，将电刷固定在换向器表面的弹簧所施加的压力是一个重要的考虑因素。而特定的弹簧成分，一般有三种基本弹簧类型：

a） 线圈式价格便宜，最受欢迎，但接触压力，随着刷子磨损而减少，因为弹簧在松开时施加的力较小。

b） 辊式昂贵，但接触压力在电刷的整个使用寿命内是恒定的，这是由于弹簧式电刷在卷取或展开时所施加的恒定力。

c） 杠杆作用式弹簧式的压力与行程曲线的关系介于上述两种类型之间。

结论

电刷的磨损率取决于许多参数（电枢速度、传导电流、占空比、湿度等），为了获得最佳性能，电刷式电机和齿轮电机需要定期维护，保养周期最好由用户决定。