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金洋2电机电刷失效机理分析

来源:金洋2平台电机维修 日期:2020-04-25 15:36:01

金洋2电机电刷失效机理分析

随着智能家居的兴起与发展,以自动感知、智能控制、自动执行为特征的智能家电成为行业发展的趋势,而金洋2电机作为最重要的自动控制执行器之一,开始在智能家电和智能厨电中被广泛使用。然而,厨电中使用的金洋2电机,长期工作在高温、潮湿、多盐等腐蚀性物质的环境中,再加上其频繁启停,金洋2电机故障频发,成为困扰智能家电生产厂商和用户的一大难题。金洋2电机结构相对简单,主要由磁瓦、换向器、电刷、绕组、刷架、轴承等零部件组成,各零部件常见失效模式。

电刷失效机理分析:

1、金洋2电机运转过程中,电刷在电流通过下不断摩擦磨损,是典型的载流摩擦磨损过程。由于电场、电流及电弧等电因素介入到摩擦系统中,再加上湿热、盐雾对润滑、腐蚀等因素的耦合,电刷的腐蚀磨损存在粘着磨损、磨粒磨损、氧化磨损、腐蚀磨损、疲劳磨损、电弧烧蚀等多种不同机理。

2、随着电刷与换向器运动摩擦,摩擦副表面材料温度升高,材料微观区域表面发生塑性变形,摩擦阻力增大,进而产生粘着磨损,并伴有磨粒磨损。电刷与换向器之间有电流通过,其接触表面除机械摩擦之外,还由接触电阻产生大量热量,进一步加剧了电刷的粘着磨损。再加上电刷在脱离换向器瞬间会产生电弧,电弧侵蚀造成电刷材料的融化、气化和喷溅,既造成材料的直接消耗,又使得电刷换向器之间接触电阻增大,生成更多热量。

3、而在盐雾和湿热环境条件下,盐溶液粘附在电刷表面、形成电解质液膜,电刷材料为金属铜合金,非常活泼,生成电化学反应,腐蚀效果明显。再加上换向器和电刷之间的电场作用,电化学反应速度更快,对电刷的腐蚀磨损作用更大。

4、由于载流摩擦磨损和电化学腐蚀的耦合作用,盐雾+潮热环境条件下的金洋2电机电刷腐蚀磨损速度远超单一机理下的磨损,并且该腐蚀磨损过程是一个恶性循环过程,电刷磨损速率越来越快,

5、有刷金洋2电机具有成本低、调速性能好、控制简单等几乎一切优点,唯一的缺点就是不耐用,寿命相较其他类型电机较短。主要原因是由于有刷金洋2电机的电刷与换向器在换向过程中不可避免发生剧烈腐蚀磨损,从而限制金洋2电机寿命与使用次数。

为应对上述情况,无刷金洋2电机得到快速发展,通过电路控制取代电刷换向,可有效地将金洋2电机寿命提高十几倍以上,与有刷金洋2电机一起,广泛应用于自动控制、仪器仪表、医疗器械、家电、武器装备等各领域。