高压异步电动机集电装置发热原因及处理

水泥行业普遍采用高压异步电动机来拖动煤磨、窑尾排风机等大负荷设备，由于这些设备要求的起动力矩大，一般此类设备使用的电动机采用转子串接电阻器起动方式。这样，电动机的转子电流在转子滑环(集电环)、电刷、汇流排、转子二次引线及接触器之间形成回路，此电流一般都在几百安培，如此大电流作用在滑环、电刷、汇流排等多接头线路上，容易引起这些部件发热；如果这些部件处理不得当，引起局部过热，将严重威胁电动机的安全运行。因此，正确分析与处理发热问题，是保证电动机正常工作的关键。  

1　发热原因 

1)在电动机起动和运行中，集电装置中有几百安培电流通过，由于在集电装置中，既存在电刷与集电环的滑动接触，又有各电刷与汇流排的接线压接及汇流排与二次短路线的压接，所以，各接线的接触电阻是导致发热的重要原因。 
　　
2)电刷的选用是否正确，也是影响集电装置发热的重要因素。电动机的电刷，作为传导电流的滑动接触件，是用石墨粉末或石墨与铜粉混合经高压挤压制成的，当电刷在集电环表面滑动时，形成由氧化亚铜、水、石墨等组成的表面薄膜，此薄膜具有很好的耐磨及导电性，所以在选用电刷上，要求磨损小，功率损耗和机械损耗小，噪音小。如选用的电刷不合适，则会引起功耗大，发热严重。 

2　处理方案 

1)电刷的引线一般为铜质，所以一般只需紧固各压线螺丝，而对引出线与汇流排的连接，由于一般引出线使用铝质接头，与铜质或钢质汇流排接触产生较大接触电阻，容易发热。可用厚度为0.5mm的铜片，中间钻一孔，在铜片两面镀锡，然后压接于汇流排与接头中间，此方法可减小2种不同材质的接触电阻，降低发热量。 
　　
2)对于电刷引起的发热，一般应从以下几种情况来分析处理: 
　　
①接触电压降 
　　电流通过电刷接触点薄膜、集电环产生电压降，每种电刷有其极限电压降，如果超过此值，滑动点的电功率损耗将增大，引起发热，此时可更换电刷。 
　　
②摩擦系数 
　　电刷与集电环之间的滑动，如果摩擦系数大，则引起机械摩擦损耗增大，使电刷发热。此时可调节电刷压力或换用摩擦系数较小的电刷。 
　　
③电流密度 
　　当电刷的电流密度增大时，发热剧烈且使摩擦系数增大。这时必须更换其它型号的电刷。 
　　
④施于电刷上的单位压力 
　　
施于电刷上的单位压力过大会引起摩擦系数增大，产生发热。而压力过小，则会增大接触电阻，增大电损耗，引起发热，还有可能引起火花。此时应适当调整碳刷压力。 
　　
由以上原因可以看出，正确使用电刷对减小发热很重要。不同型号电刷的性能指标见表1。  

3　处理实例 

　　我厂2号水泥磨JRQ1512-6、780kW高压异步电动机，起动方式为转子回路串液体变阻器。在2001年4月份，由于原电动机电刷磨损严重，重新更换了所有电刷(J204)，但在电动机运行了2h后，用测温仪测量电刷温度为200℃，严重威胁电动机运行，停车后用弹簧秤测量电刷压力为60kPa，初步认定是由于电刷压力过大所致，我们把各电刷压力调整为20kPa左右，开车运行10h，测量电刷温度为70℃左右，较好地满足电动机温升需求。