發電機轉子正極碳刷易磨損而負極滑環易磨損的原因
2023年01月26日 09:06:58
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發電機轉子正極碳刷比負極容易磨損，負極滑環比正極容易磨損，對比同一臺發電機正負極集電環和滑環就可以看出，為什么會有這種現象？在本文解析其中的原因。
發電機轉子碳刷和滑環磨損原因
發電機轉子碳刷和滑環間工作面的磨損有兩種：一是純機械磨損；一是在電流作用下的電氣磨損和機械磨損。
1、發電機轉子碳刷和滑環間純機械磨損
碳刷和滑環表面相接觸，由于彈簧壓力作用和材料彈性變形的緣故，使直接接觸部分互相嵌入。當相對滑動時，當然有摩擦作用而形成磨損。如果碳刷顆粒細軟，則碳粉易被沾在滑環表面，使滑環成為具有亮滑的石磨鏡面，碳刷的磨面也很光滑，兩者的機械磨損都較小。但如果碳刷質量不佳，顆粒粗硬，或甚至含有少數如金剛砂之類的硬質顆粒，則必然會對滑環表面進行刮割，使后者出現金屬光澤或紋路，碳刷本身磨面也會出現硬粒脫落后而劃出的紋道，這就使機械磨損大大增加。
2、在電流作用下的碳刷和滑環存在電氣磨損和機械磨損在勵磁電流作用下的碳刷和滑環，不僅有機械磨損，還有電氣磨損。所謂電氣磨損，指的是由于電弧高溫和放電等因素的作用，使極面材料受到損壞的情況。而由于電氣磨損影響極面，所以也會對機械磨損的程度產生影響。由于電流通過碳刷和滑環的接觸面，且其直接傳導的部位不斷變動，電流密度又很大，使一些點溫度很高；又由于電弧的高溫作用，會使兩側極面局部熔化、脫落，金屬會變成金屬蒸汽，碳刷則結構松化，受氧化腐蝕而脫落，此即電氣磨損的表現。
但是，極性不同，磨損情況是不一樣的。在電弧作用下，陽極(正極)表面局部灼熱而蒸發出“金屬蒸汽”，使陽極表面損蝕，這叫“陽極蒸發”；陰極（負極）因受正離子撞擊和高溫作用發射電子，使陰極表面也遭受破壞，這叫“陰極粉化”。由于陽極蒸發和陰極粉化的作用，碳刷和滑環由于電流方向不同會出現極性差別。
當電流由碳刷流向滑環時，此時碳刷為正極，滑環為負極，則結果是：碳刷面上發生微小程度的陽極蒸發，碳粒、石墨離子遷移到滑環表面，碳刷有電氣磨損。滑環表面有輕微的陰極粉化，并附著碳粒、石墨，成潤滑、光澤的鏡面。由于滑環表面平滑，機械磨損較小。
當電流由滑環流向碳刷時，此時碳刷為負極，滑環為正極，則結果是：碳刷面上發生陰極粉化，電氣磨損小。滑環表面發生陽極蒸發。大量金屬蒸發，使其表面損蝕嚴重，同時，這些金屬粒子也易附于碳刷磨損面上，反過來會使換向器表面嚴重磨損，出現條痕。這種情況下，滑環表面粗糙，呈金屬光亮，面間機械磨損大。
總的來說，當碳刷為正極時：碳刷電氣磨損大，機械磨損輕微，滑環的電氣磨損和機械磨損都很小；當碳刷為負極時，碳刷電氣磨損小，機械磨損大，滑環的電氣磨損、機械磨損都很大。這就是發電機轉子正極碳刷易磨損而負極滑環易磨損的原因。
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