J204 J205 J206 J220 汽车、拖拉机起动机：单枢交流机各感应电动机的滑环：以及电压在40伏以下的发电机和电动机 电压在60伏以下的充电发电机：拖拉机的起动机：感应电动机的滑环 电压25-80伏的小型直流电机：高速而换向困难的低压电机 电压在80伏以下的充电发电机：低电压小型牵引电动机 碳刷冒火的原因 碳刷冒火的原因——主要有两种： 一是因流过碳刷的电流过大引起，二是因碳刷卡涩间断与滑环接触引起，所以针对不同原因进行调整：
（1） 因电流过大引起冒火处理——先视情况：若有温度低、不冒火、不卡涩的碳刷，在其间换上新的弹簧夹，增大压力，强迫冒火碳刷的电流转移，这样冒火现象基本消失；若有温度低、不冒火但有卡涩的碳刷，则先逐个取下打磨至其在刷握内能活动自如，碳刷冒火也基本消失； \
（2） 碳刷卡涩、间断与滑环接触面冒火的处理：先检查其他碳刷接带负荷正常（主要用手触摸软线温度正常即可），取下卡涩碳刷进行打磨至在刷握内活动自如，又不要在刷握中晃动过大，或碳刷重新换方向放入刷握内，这样冒火也基本能消除。 碳刷的故障分析
1、加强对碳刷表面氧化膜的认识，创建其形成和正常工作的条件：近期发生的几起故障，主要原因是因为电刷表面的氧化膜润滑层无法形成，氧化膜的形成需要一些条件，当条件不满足时，氧化膜无法形成或形成不良，主要有以下几个原因：
（1）温度过高：电刷的氧化膜一般在70℃左右较易形成，当集电环、电刷出现过热故障时，通常温度都在150℃以上，此时即便换上新的电刷，氧化膜也不易形成，无法起到润滑作用，电刷磨损将加剧，导致温度继续升高，成为恶性循环。此时可采取外部强迫降温的方法，譬如涂抹凡士林、大功率风扇通风等手段，使集电环温度降到正常范围内，持续一段时间，让电刷表面氧化膜逐渐形成，使之进入良性循环状态。
（2）冷却空气中有污染性杂质：空气中的杂质对电刷表面氧化膜的形成将带来不利影响，这些杂质包括：硫化物或卤族元素的腐蚀性气体、空气中油气混合物、粉尘、铁屑、铁锈粉尘、碳粉等其他杂质。电刷磨损时，本身会产生碳粉的粉尘杂质，可采用在刷架罩冷却通风循环通道上安装过滤装置来改善刷架罩内的空气质量。
（3）空气湿度太低或含氧量太低：电刷表面氧化膜的形成需要空气中有一定的水分含量，即空气湿度不能太低，但也不能太高。另外，氧化膜的形成主要与空气中的氧气发生氧化作用而产生，当含氧量过低时也不利于氧化膜的形成。 氧化膜无法形成或形成不良除与上述因素有关外，还有电刷过度研磨、使用溶剂进行擦拭、集电环表面光洁度不良以及碳刷材质不合格等原因。
2、电刷及刷架产品在选购过程中应严格控制质量：目前同一品牌的电刷，都是在各个不同的地方、不同的工厂加工的。这就要求我们在进货过程中对产品质量严格把关，对生产厂家的工艺和质量检测手段及程序进行了解。
3、生产运行中加强对集电环及电刷的维护管理：加强电刷、集电环系统的专职维护制度，提高专责人的技术水平，严格按照《汽轮发电机运行规程》的要求对集电环、电刷进行检查和运行维护，一次更换电刷的数量要严格控制。另外要积极运用红外热成像技术进行集电环、电刷日常的巡检检查以及对故障部位有怀疑时作为辅助分析的工具。 碳刷和集电环的故障分析
碳刷同侧安装正、负碳刷架距离近是造成正、负极直接短路的重要内部原因。碳刷架是励磁
电流通道结构上的重要组成部分，其正、负极碳刷架上各设计安装20个碳刷，采用正、负极对称式设计，碳刷采用导向方孔和弹簧卡固定，同装在各碳刷架的上游侧方向，正、负极碳刷架的轴向距离近。这种设计现状，当下游侧碳刷的弹簧松脱或断裂开后便能直接碰到另一极碳刷架而造成正、负极的直接短路。 集电环与固定支架绝缘强度不够是造成正、负极对地短路和绝缘降低的重要内部原因。集电环与碳刷通过弹簧卡紧密接触，把励磁电流从碳刷上引下经自身流进转子磁极。励磁集电环与固定支架的绝缘采用环氧绝缘套管与单层的环氧绝缘垫片连合安装，绝缘套管直径和绝缘垫片长度偏小。这种设计结构，当碳粉积在集电环与固定支架的绝缘垫的表面上，累积过多时，便容易造成集电环的绝缘降低，甚至对地短路。 工业碳刷安装特别注意以下事项：
碳刷使用前事项说明： 碳刷的磨合(QW)： 刷子摩擦面与转动件摩擦面的接触要完全，电流的传输才会均匀。若未进行磨合工作，电机运转时将会有起活的危险。磨合的方式有以下： 自然磨合： 在碳刷安装好后，启动电机运转于无载情况下，使其自然磨合(约0.5－3小时，视大小不同情况)。 人工磨合： 在电机断电情况下，以砂纸进行磨合工作。 工具磨合： 以磨石等维护工具在启动电机运转于无载情况下进行磨合工作，需专业人员才可执行。 2、去除碳化膜(FW)： 碳刷转动件在摩擦接触及电流传导下，会有电解离...
禁止在同一机械内安装不同厂牌及不同材质的 碳刷。 特别注意安装时弹簧上压是否良好，是否妨碍碳刷的使用。 注意铝线固定螺栓是否稳固及固定方式是否防碍碳刷使用。 不可有水污．油渍沾到碳刷及转动件摩擦面。 发电机集电环碳刷接触不良有什么后果 1、接触电阻变大，励磁电流减小 2、使碳刷和滑环过热，严重时会着火
3、碳刷和滑环之间打火，造成滑环发生电蚀，磨损增大 处理：
1、调整碳刷弹簧压力，使碳刷和滑环接触良好
2、更换碳刷前，应先打磨碳刷接触面，使碳刷的弧度和滑环弧度一致 3、每班用低压气吹扫滑环，防止碳粉堆积
4、如滑环磨损严重，应对滑环进行打磨，同时换用软一些的碳刷 碳刷型号的含义
我国电刷有以下几类：
1、 天然石墨电刷：S3、S4、S5、S6B、S6M、S7、S26、S201、251、S253、S255、S270等；
2、 电化石墨电刷：D104、D172、D172N/M、D202、D213、D214、D215、D252、D280、D308、D308L、D309、D374、D374B、D374D、D374N、D374F、D374S、D374L、D376、D376N、D376Y、D464F、D479等；
3、 金属石墨电刷：J101、J102、J103、J105、J113、J151、J164、J201、J203、J204、J205、J206、J213、J220、J252、J260、J265等。
注：1、S代表天然石墨电刷，S后的数字为顺序号； 2、D代表电化石墨电刷，D后的第一位数字表示： 1- 代表石墨基（即原材料以石墨为基础）； 2- 代表焦炭基（即原材料以焦炭为基础）； 3- 代表炭黑基（即原材料以炭黑为基础）； 4- 代表木炭基（即原材料以木炭为基础）； 其余数字为顺序号。
3、J代表金属石墨电刷，J后第一位数字表示： 1- 代表无粘结剂电刷； 2- 代表有粘结剂电刷。 其余数字为顺序号。
4、字尾M、NM、L、N、F、S、Y分别表示刷体浸渍的不同有机物。 高压电机的绝缘轴承及碳刷 一、轴电压、轴电流的产生
在电动机运行过程中，如果在电机两轴承端或转轴与轴承间存在轴电流时，将会大大缩短电机轴承的使用寿命严重时只能运行几小时。 1．磁不平衡产生轴电压
交流异步电动机在正弦交变的电压下运行时，其转子处在正弦交变的磁场中。由于电动机定转子扇形冲片、硅钢片等叠装因素，再加上铁芯槽、通风孔等的存在，在磁路中造成不平衡的磁阻。当电动机的定子铁芯圆周方向上的磁阻发生不平衡时，使产生与轴相交链的交变磁通，从而产生交变电势。当电动机转动即磁极旋转，通过各磁极的磁通发生了变化，在轴的两端感应出轴电压，产生了与轴相交链的磁通。随着磁极的旋转，与轴两侧的轴承形成闭合回路，就产生了轴电流。一般情况下这种轴电压大约为1~2V。 2．逆变供电产生轴电压
电动机采用逆变供电运行时，供电电压含有高次谐波分量，使定子绕组线圈端部、接线部分、转轴之间产生电磁感应从而产生轴电压。
异步电动机的定子绕组是嵌入定子铁芯槽内的，定子绕组的匝间以及定子绕组和电动机机座之间均存在分布电容，当通用变频器在高载频下运行时，逆变器的共模电压产生急剧变化，会通过电动机绕组的分布电容由电动机的外壳到接地端之间形成漏电流。该漏电流有可能形成放射性和传导性两类电磁干扰。而由于电动机磁路的不平衡，静电感应和共模电压产生又是产生轴电压和轴电流的起因。当定子绕组输入端突加陡峭变化的电压时，由于分布电容的影响，绕组各点电压分布不均，使输入端绕组接近端口部分电压高度集中而引起绝缘破坏或老化。这种现象一般破坏的部分是定子绕组，电压常集中于侵入的端点部位。此外，由于绕组的电抗较大，输入电压的高频分量将集中于输入端点附近的分布电容上，通过配电线、绕组、机壳间的分布电容到接地线流通电流，形成一个LC串联谐振电路，当其中产生高频谐振电流时，就会产生各式各样的故障。一般通用变频器驱动容量较小的异步电动机时，轴电压的问题可以不考虑，但使用超过200kW的电动机时，特别是已有的风机、压缩机等进行变频器调速改造的场合，最好事先确认轴电压的大小，以便及早采取预防措施。 3．静电感应产生轴电压
在电动机运行现场，由于高压设备强电场的作用，在转轴的两端感应出轴电压。 4．静电荷
电动机在运行过程中，负载方面的流体与转体运行磨擦而在旋转体上产生静电荷，电荷逐渐积累便产生轴电压。由这种情况产生的轴电压和由磁交变产生的轴电压在原理上是不同的。静电荷产生的轴电压是间歇的，并且是非同期性的，其大小与运转状态、流体的状态等因素关系很大。如静电荷的积累、测温元件绝缘破损等因素都有可能导致轴电压的产生。轴电压建立起来后，一旦在转轴及机座、壳体间形成通路，就产生轴电流。 5．外部原因
外部电源的介入产生轴电压。由于运行现场接线比较繁杂，尤其大电机保护、测量元件接线较多，哪一根带电线头搭接在转轴上，便会产生轴电压。
由上分析，电动机的轴电压、轴电流是由于环境电动机轴的磁路不对称、转子运转不同心、感受生脉动磁通等原因产生的。它会使轴—轴承—机座的回路有轴电流流通，在电动机
转子轴两端、轴与轴承之间、轴与轴承对地形成轴电压。根据轴承的种类不同，其耐压程度有所不同，若超过轴承所允许的值，会通过油膜放电或者导电，在轴瓦和轴承处产生点状微孔，并在底部产生发黑现象。严重时会使轴和轴承受到损坏，运行中伴随着强烈的噪声及设备外壳带电等。
二、电动机轴电流的危害
大中型交流电动机采用稀油润滑的滑动轴承，电机轴是承在油膜上的。正常情况下，转轴与轴承间的润滑油膜起到绝缘的作用。对于较低的轴电压，还会产生轴电流。当轴电压增加到一定数值时，尤其在电动机启动时，润滑油膜还未稳定形成，轴电压将击穿油膜构成回路，产生相当大的轴电流，可达到几百安甚至上千安。由于该金属接触面很小，电流密度大，使轴承局部烧熔，被烧熔的轴承合金在碾压力的作用下飞溅，于是在轴承内表面上烧出小凹坑。通常表现出来的症状是轴承内表面被压出条状电弧伤痕，严重时足以把轴颈和轴瓦烧坏。 由运行磨擦在油轴上产生的静电荷，使轴的电位因被充电而升高。当运转的轴接触到旋转体以外的任何部件时，便通过该部件进行放电。否则就要继续积累电荷，最后产生过高的电压，如果超过轴承油膜的绝缘强度时，电荷在极短的时间内放电。这种现象重复发生的结果，就能使轴受到损伤。
我公司制氧厂有5台空压机电动机，其额定电压为6kV，自投产以来，多次出现电动机转子轴与轴瓦相接触的部位有不同程度的损伤情况。这种现象不同于轴与轴瓦之间的异常磨损，而是属于某种物质对轴面进行局部的腐蚀。从腐蚀的情况来看属于点腐蚀，斑点面积最大的达到10mm2，深度达到0.9mm。虽然对电动机转子轴进行过车洗和金属喷涂等，但并没有从根本上解决问题。经过分析，排除了机械损伤和化学腐蚀的因素，最后确定为轴电流所致。
三、防止轴电流产生的措施
1．在轴端安装接地碳刷，使接地碳刷可靠接地，并且与转轴可靠接触，保证转轴电位为零电位，随时将电机轴上的静电荷引向大地，以此消除轴电流。
2．为防止磁不平衡等原因产生轴电流，在非轴伸端的轴承座和轴承支架处加绝缘隔板，切断轴电流的回路。
3．要求检修运行人员细致检查并加强导线或垫片绝缘。 4．在机座中除一个轴承座外，其余轴承座及包括所有装在其上的仪表外壳等金属部件都对地绝缘，不绝缘的轴承应装接地电刷以防静电充电。 5．对于由轴交链交变磁通所产生的轴电压，可在电动机一侧的轴承座下加绝缘垫以割断轴与轴瓦之间形成的回路，使轴电流无法产生。但在实际工作中对绝缘垫的作用认识不清，从绝缘垫加装的方法和轴承座与油管道的连接上都不同程度地出现过问题，最后造成绝缘垫起不到绝缘作用，进而形成轴电流。所以我们要经常检查轴承座的绝缘强度，用500V摇表测量，绝缘不得低于0.5MΩ。
6．保持轴与轴瓦之间润滑绝缘介质油的纯度，发现油中带水必须进行过滤处理，否则油膜的绝缘强度不能满足要求，容易被低电压击穿。 四、结论
一般通过以上处理，电动机的轴电流微乎其微，对电动机构不成实质危害。现场实践证明，经上述方式处理后实际使用寿命可由原几千个小时提高到上万小时，效果比较明显，尤其对高压电动机轴电流的防范效果好。