2 碳刷和滑環發熱的產生發展過程
碳刷正常運行中的溫度一般在50℃～80℃，（溫升40℃左右），碳刷電流分布整體比較平衡，每塊碳刷工作電流在20A～100A。刷握彈簧壓力比較均勻，碳刷活動自如且無振動卡澀現象。碳刷與滑環運行中產生的熱量由通風系統帶走。即發熱與散熱達到基本平衡。正常運行狀態下，當負荷增加電流增大或個別碳刷工況變差時，溫度會有短時少量增加或者不增加，系統能夠維持平衡或達到新的平衡狀態。但是如果碳刷變短、接觸電阻和附加電阻變大、刷握彈簧壓力變小、碳刷運行工況變差，當工作電流增加，溫度變化時系統的平衡能力降低，部分碳刷溫度將升高，從而整個系統溫度升高。有時甚至達到無法控制狀態。發熱時電刷和集電環溫度高達100℃以上，最嚴重時達到200℃～300℃。此時碳刷工作狀態越來越差，碳刷電流分布很不均勻，少數碳刷電流達到300A，而另一些碳刷電流接近于零。大量碳刷出現不正常的跳動或卡澀，并出現大量火花，刷辮燒斷或脫辮；碳刷與滑環摩擦聲音變得尖銳刺耳。
3 引起碳刷、滑環發熱的因素
（1）碳刷發熱量由4部分組成：碳刷自身電阻發熱Q1，碳刷接觸壓降發熱Q 2，磨擦發熱Q3，刷辮與碳刷接觸電阻和散流電阻發熱Q4。
碳刷自身電阻發熱：Q1＝I2•R （其中：I-流過碳刷的電流，R-碳刷電阻）
碳刷接觸壓降發熱：Q2＝I•△U（其中：△U-接觸壓降）
磨擦發熱：Q3＝F•v （其中：F-碳刷壓緊力，v-碳刷與滑環的相對運動速度）
接觸電阻和散流電阻發熱：Q4=I2•r (其中: I-流過碳刷的電流, r-接觸電阻和散流電阻等效值)
碳刷總體發熱量為:Q＝Q1+Q2+Q3+Q4
這四部分在碳刷發熱總量中所占比例大小,隨著碳刷運行階段及狀況的改變而不斷變化。
（2）滑環的發熱由3部分組成：滑環自身電阻發熱Q11 ,碳刷接觸壓降發熱Q 22 , 碳刷熱傳導熱量Q 33
滑環的總體發熱量為:Q′＝Q11+Q 22+ Q 33
在滑環發熱總量中，滑環自身電阻發熱Q11所占比例甚小,可以互略；所以滑環的發熱由碳刷的發熱量決定，隨著碳刷溫度的整體變化，滑環溫度隨之將有不同程度的變化。 |
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