2 碳刷和滑環(huán)發(fā)熱的產(chǎn)生發(fā)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(xiàn)象。碳刷與滑環(huán)運行中產(chǎn)生的熱量由通風系統(tǒng)帶走。即發(fā)熱與散熱達到基本平衡。正常運行狀態(tài)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(tǒng)能夠維持平衡或達到新的平衡狀態(tài)。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(tǒng)的平衡能力降低，部分碳刷溫度將升高，從而整個系統(tǒng)溫度升高。有時甚至達到無法控制狀態(tài)。發(fā)熱時電刷和集電環(huán)溫度高達100℃以上，最嚴重時達到200℃～300℃。此時碳刷工作狀態(tài)越來越差，碳刷電流分布很不均勻，少數(shù)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(xiàn)不正常的跳動或卡澀，并出現(xiàn)大量火花，刷辮燒斷或脫辮；碳刷與滑環(huán)摩擦聲音變得尖銳刺耳。
3 引起碳刷、滑環(huán)發(fā)熱的因素
（1）碳刷發(fā)熱量由4部分組成：碳刷自身電阻發(fā)熱Q1，碳刷接觸壓降發(fā)熱Q 2，磨擦發(fā)熱Q3，刷辮與碳刷接觸電阻和散流電阻發(fā)熱Q4。
碳刷自身電阻發(fā)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(fā)熱：Q2＝I•△U（其中：△U-接觸壓降）
磨擦發(fā)熱：Q3＝F•v （其中：F-碳刷壓緊力，v-碳刷與滑環(huán)的相對運動速度）
接觸電阻和散流電阻發(fā)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(fā)熱量為:Q＝Q1+Q2+Q3+Q4
這四部分在碳刷發(fā)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(huán)的發(fā)熱由3部分組成：滑環(huán)自身電阻發(fā)熱Q11 ,碳刷接觸壓降發(fā)熱Q 22 , 碳刷熱傳導熱量Q 33
滑環(huán)的總體發(fā)熱量為:Q′＝Q11+Q 22+ Q 33
在滑環(huán)發(fā)熱總量中，滑環(huán)自身電阻發(fā)熱Q11所占比例甚小,可以互略；所以滑環(huán)的發(fā)熱由碳刷的發(fā)熱量決定，隨著碳刷溫度的整體變化，滑環(huán)溫度隨之將有不同程度的變化。 |
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