铜环换向器的用途和特点

换向器系统位于上导轴承和受油器之间的集电环室内，二者在运行过程中会产生大量的油雾，换向器室内空间相对比较密闭，油雾对因电刷磨损而产生的碳粉的吸附作用较大，轻易产生油性碳粉污垢。有实验表明，在疏松干燥的状态下，石墨碳粉的绝缘电阻可达到100 MΩ以上，但是在油雾作用下绝缘电阻迅速减小为零。由此可见，油性碳粉污垢也是造成滑环室内各绝缘件绝缘机能下降的主要原因之一。机组运行时，若油性碳粉污垢较多，则轻易造成缺陷甚至导致事故，需要停机处理或带电清扫，影响发电机的安全不乱运行。所以对由集电环系统所产生的碳粉应采取收集措施，保持滑环室内清洁无碳粉堆积。因此，有必要对换向器系统安装碳粉收集系统。

因为电刷的数目减少，电刷间的间距增大，因此，电刷的分布方式也会相应地有所改变。现有的水轮发电机组电刷分布主要有整圆分布和双半圆分布两种方式。

整圆分布是指上下两个刷架上的所有碳刷呈平均360°分布，对于18套电刷刷握，每个电刷的夹角为20°。整圆布置方式有如下特点：电刷之间的工作空间较大，便于带电更换电刷，同时有利于散热；电流分布平均。但是，因为电刷是整圆分布，在不拆卸电刷的情况下清扫和打磨集电环环面的空间较小，所以，一旦泛起电刷和集电环环面打火现象，不便带电处理。

换向器片间云母是不允许突出的，铜环换向器，云母槽应保持在1~2毫米的深度。部分电机因启动频繁，铜导电环使用寿命短，更换频繁，若改为钢环，使用寿命会有所提高。

为避免集电环放炮，要求高压电机每次停机后需对整个集电环部位进行去灰清洁，检查碳刷状况（是否在刷盒内卡死，是否歪斜、是否全部表面贴紧集电环，压力是否过高或过低），当碳刷磨损后只剩下25-30mm时需更换；当集电环表面磨损后出现沟槽需更换。

一、影响换向的原因：

直流电机换向过程中为什么会产生火花呢？根据理论和实践分析，影响换向的原因很多，有电磁的、机械的、电化学的等等，并且它们之间又相互影响，十分复杂。这里不准备在理论上作过多的分析，只针对电动自行车用直流电机为改善换向在生产中应注意的问题做一些分析，或许会对生产起到一定的指导作用。

1、电磁原因：

在换向时，换向元件中会产生电抗电势和换向电势，这些电势之和一般大于零，称延迟换向。当换向时，后刷边离开一个换向片转向另一个相邻换向片时，换向电流不为零，有电磁能量储存在换向元件内，在前个换向片离开电刷时，换向回路被突然切断，换向元件中的电磁能量就只有击穿空气而释放，从而产生火花。

2、机械原因：

对生产而言，由于机械原因而导致换向不良是一个重要方面。机械方面的原因很多，例如：平面换向器表面的平整度、粗糙度及装配时换向器表面与电机轴线的垂直度；换向器片间绝缘突出或换向片突出；电刷接触面研磨不好，电刷与换向器表面只有局部接触；电刷上弹簧压力大小不合适；电刷在刷盒里太松或太紧；各个刷杆之间距离不相等，致使有些电刷所短路的换向元件不在几何中心线上；换向器表面不洁等。

3、电化学原因：

正常运行的电机，换向器表面会产生很薄的一层褐色氧化亚铜薄膜。实践表明，氧化亚铜薄膜的存在，是电机良好换向的必要条件。这是因为氧化亚铜薄膜本身不仅具有较高的电阻，且其表面还常吸附着薄层水份、氧气和石墨粉末，具有良好的润滑作用，有利于减少电刷和换向器的磨损。