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集電環(huán)系列同步電機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)等采用集電環(huán)的電機(jī)，比較廣泛地用于產(chǎn)業(yè)部門，而且，多數(shù)是在各種苛刻條件下運(yùn)行的。這些電機(jī)雖然沒有直流電機(jī)那樣的換向作用，但與換向器一樣，也出現(xiàn)集電環(huán)或電刷的異常磨損，電刷振動(dòng)以及產(chǎn)生火花等弊病。特別從電刷材質(zhì)來看，集電環(huán)用電刷不僅使用石墨電刷，而且為了提高電刷的電流密度，有時(shí)也使用金屬石墨電刷，所以，還必須考慮異常殘余膨脹等因素。即使對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)那樣的高速電機(jī)或在全封閉氣體介質(zhì)和氫氣介質(zhì)中運(yùn)行的電機(jī)，問題也不少。
集電環(huán)的材質(zhì)要求機(jī)械強(qiáng)度大，并是電的良導(dǎo)體，還要具有耐腐蝕性，在與電刷滑動(dòng)接觸時(shí)，必須具備耐磨性和穩(wěn)定的滑動(dòng)接觸特性。一般，鋼質(zhì)集電環(huán)的耐磨性好，機(jī)械強(qiáng)度大，因此大多用于因極性引起集電環(huán)磨損差較大的同步電機(jī)上。
應(yīng)用
一般，鋼質(zhì)集電環(huán)的耐磨性好，機(jī)械強(qiáng)度大，因此大多用于因極性引起集電環(huán)磨損差較大的同步電機(jī)上。鋼可以加工成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，它是一種容易得到而又價(jià)廉物美的材料，所以，廣泛用于包括圓周速度較低的水輪發(fā)電機(jī)在內(nèi)的同步電機(jī)。對(duì)于像汽輪發(fā)電機(jī)那樣，主要強(qiáng)調(diào)高圓周速度下機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性的集電環(huán)，有時(shí)也使用鍛鋼。另外，要求耐腐蝕性時(shí)，可使用不銹鋼，但不銹鋼的滑動(dòng)特性不穩(wěn)定，與電刷組合不合適往往使電刷產(chǎn)生跳動(dòng)，容易造成電刷溫升過高或異常磨損，所以使用時(shí)必須倍加注意。青銅鑄件等銅質(zhì)集電環(huán)與鋼質(zhì)集電環(huán)相比，它的滑動(dòng)特性好，所以用途很廣，但當(dāng)含有大量低熔點(diǎn)鉛時(shí)，因通電點(diǎn)的發(fā)熱而產(chǎn)生脫鉛現(xiàn)象，容易造成集電環(huán)磨損或電刷異常磨損。
集電環(huán)與電刷的配合上，當(dāng)電刷的研磨性過強(qiáng)而集電環(huán)的材質(zhì)過軟時(shí)，往往在集電環(huán)上發(fā)生相當(dāng)于電刷寬度的階梯磨損。尤其是高溫低濕的全封閉式電機(jī)，更容易引起電刷或集電環(huán)的過大磨損。重象傷痕是這樣形成的，一開始只有非常小的傷痕，電刷在這些部位集電不良而產(chǎn)生火花。一旦產(chǎn)生火花，傷痕就逐漸惡化擴(kuò)大起來，后形成與電刷滑動(dòng)接觸面的尺寸同樣大小的傷痕。因而，集電環(huán)用電刷即使產(chǎn)生非常小的火花，也必須予以注意。
為了預(yù)防在鋼質(zhì)集電環(huán)上發(fā)生嚴(yán)重的重象傷痕，在電機(jī)長(zhǎng)期停轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)將電刷提起。為了改善并聯(lián)電刷的電流分布，可移動(dòng)集電環(huán)滑動(dòng)接觸面的通電點(diǎn)。為了獲得良好的滑動(dòng)特性，在集電環(huán)上開螺旋狀的斜槽是有效的。