风电干货 | 风电机组集电环-刷架组件安装 维护 检修工艺

1、集电环-刷架的作用和结构

1.1集电环、刷架作用

集电环-刷架组件是双馈异步风力发电机的关键部件之一。集电环也叫导电环、滑环、集流环、汇流环等，是一种与电刷相接触、使电流从电路的一部分通过滑动接触流到另一部分的导电金属环。它可以用在任何要求连续旋转的同时，又需要从固定位置到旋转位置传输电源和信号的机电系统中。集电环能够提高系统性能，简化系统结构，避免导线在旋转过程中造成扭伤。

 

刷架是通过弹簧降压力加在与集电环表面滚动接触的碳刷上，使其在固定体与旋转体之间稳定地传到电流机构。

1.2集电环与刷架的结构

2、刷架安装

与刷架所配合的零件(包括发电机集电环罩端盖、集电环罩外壳等等)，必须符合发电机制造商和集电环制造商共同的技术要求。在

此基础上，通常发电机刷架固定有三种形式。

①刷架是以螺杆单端固定的方式安装到集电环罩单侧端盖上。

②以螺栓两端固定的方式装到集电环罩两侧端盖上

③将刷架直接固定在集电环罩的外壳上。

 

目前集电环配套的刷架采用整体组装式结构，依靠螺杆单端固定的方式安装到集电环罩单侧端盖上，主要装配过程如下：

a.撕掉刷架上的保护膜。

b.检查微动开关线路是否完好，功能正常。

c.检查各零部件装配是否牢固，外观是否受损。

d.将刷架上的三个螺栓装入集电环罩端盖上的刷架安装孔，调整刷架位置，使刷架整体与转子轴线平行，刷握底面到集电环表面距离相等，并且在2-4mm范围内。

e.用力矩扳手将安装螺杆的螺帽拧紧，拧紧力矩参考发电机厂家要求或者相应国家标准。

3、碳刷安装

碳刷装入刷握以后需要将碳刷辫子线固定到刷握上，安装良好的

碳刷如下图所示

 

 

碳刷安装后需要磨合处理，打磨碳刷表面，使其与集电环更好贴

合,形成良好氧化膜。具体步骤如下：

a.用砂布缠在集电环表面，插入碳刷，压下卷簧，慢慢旋转发电机转轴，打磨碳刷与集电环接触面积达到80%以上。

b.拿开砂布，将刷握导线固定在刷握上，拧紧力矩参考发电机厂家技术文件或者相关国家标准。

c.装上碳刷以后，抓住碳刷导线向外拉几次，检查碳刷在弹簧力的作用下可以在刷握离顺畅滑动。注意不要拉碳刷金属柄。

d.使用压缩空气或者干净棉布、毛刷等将刷架和集电环表面清理干净。

4、恒压力弹簧安装

装好碳刷后需要将恒压力弹簧装入刷握，装配前需要检查弹簧状

态完好，无松圈、变形等缺陷。具体步骤如下：

a.按照下图放置弹簧，弹簧直立部分放入刷握滑动槽，弹簧弯曲部分与碳刷圆弧凹槽贴合。

b.向下按压弹簧，直到恒压弹簧限位卡放入刷握限位

 

 

5.氧化膜

在电刷与换向器、集电环的滑动接触中，其表面所生成的褐色、深紫色、浅兰色、咖啡等色的一层薄膜，通称为“氧化膜”。在电刷运动过程中，起着非常重要的作用。氧化膜主要由两部分组成。其一是与基体金属结合在一起的金属氧化物和金属氢氧化物，称为氧化薄膜;其二，是炭素薄膜。炭素薄膜是在运行过程中从电刷上剥离下来的极其细小的炭石墨粒子，电刷材质中所含的不纯物、空气中浮游的尘埃以及被吸附的水分和氧气所组成。氧化膜在运行过程中对电刷的磨损起着非常重要的作用。换向器表面上的氧化膜对维持电机的正常运行，起着十分重要作用。首先它使电刷与换向器之间摩擦系数减小，起到了很好的润滑作用，使电刷能在换向器上稳定地运行。这也大大地降低了电刷和换向器的磨损。其次，由于金属氧化膜的电阻率较大，因而增加了电刷与换向器之间的接触压降，限制了被电刷短路的元件内的短路电流，改善了换向性能。