2 碳刷和滑环发热的产生发展过程
碳刷正常运行中的温度一般在50℃～80℃，（温升40℃左右），碳刷电流分布整体比较平衡，每块碳刷工作电流在20A～100A。刷握弹簧压力比较均匀，碳刷活动自如且无振动卡涩现象。碳刷与滑环运行中产生的热量由通风系统带走。即发热与散热达到基本平衡。正常运行状态下，当负荷增加电流增大或个别碳刷工况变差时，温度会有短时少量增加或者不增加，系统能够维持平衡或达到新的平衡状态。但是如果碳刷变短、接触电阻和附加电阻变大、刷握弹簧压力变小、碳刷运行工况变差，当工作电流增加，温度变化时系统的平衡能力降低，部分碳刷温度将升高，从而整个系统温度升高。有时甚至达到无法控制状态。发热时电刷和集电环温度高达100℃以上，最严重时达到200℃～300℃。此时碳刷工作状态越来越差，碳刷电流分布很不均匀，少数碳刷电流达到300A，而另一些碳刷电流接近于零。大量碳刷出现不正常的跳动或卡涩，并出现大量火花，刷辫烧断或脱辫；碳刷与滑环摩擦声音变得尖锐刺耳。
3 引起碳刷、滑环发热的因素
（1）碳刷发热量由4部分组成：碳刷自身电阻发热Q1，碳刷接触压降发热Q 2，磨擦发热Q3，刷辫与碳刷接触电阻和散流电阻发热Q4。
碳刷自身电阻发热：Q1＝I2•R （其中：I-流过碳刷的电流，R-碳刷电阻）
碳刷接触压降发热：Q2＝I•△U（其中：△U-接触压降）
磨擦发热：Q3＝F•v （其中：F-碳刷压紧力，v-碳刷与滑环的相对运动速度）
接触电阻和散流电阻发热：Q4=I2•r (其中: I-流过碳刷的电流, r-接触电阻和散流电阻等效值)
碳刷总体发热量为:Q＝Q1+Q2+Q3+Q4
这四部分在碳刷发热总量中所占比例大小,随着碳刷运行阶段及状况的改变而不断变化。
（2）滑环的发热由3部分组成：滑环自身电阻发热Q11 ,碳刷接触压降发热Q 22 , 碳刷热传导热量Q 33
滑环的总体发热量为:Q′＝Q11+Q 22+ Q 33
在滑环发热总量中，滑环自身电阻发热Q11所占比例甚小,可以互略；所以滑环的发热由碳刷的发热量决定，随着碳刷温度的整体变化，滑环温度随之将有不同程度的变化。 |
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