直流電機(jī)電刷的主要失效機(jī)理!
然而,廚電中使用的直流電機(jī),長期工作在高溫、潮濕、多鹽等腐蝕性物質(zhì)的環(huán)境中,再加上其頻繁啟停,直流電機(jī)故障頻發(fā),成為困擾智能家電生產(chǎn)廠商和用戶的一大難題。
直流電機(jī)運轉(zhuǎn)過程中,電刷在電流通過下不斷摩擦磨損,是典型的載流摩擦磨損過程。由于電場、電流及電弧等電因素介入到摩擦系統(tǒng)中,再加上濕熱、鹽霧對潤滑、腐蝕等因素的耦合,電刷的腐蝕磨損存在粘著磨損、磨粒磨損、氧化磨損、腐蝕磨損、疲勞磨損、電弧燒蝕等多種不同機(jī)理。
隨著電刷與換向器運動摩擦,摩擦副表面材料溫度升高,材料微觀區(qū)域表面發(fā)生塑性變形,摩擦阻力增大,進(jìn)而產(chǎn)生粘著磨損,并伴有磨粒磨損。電刷與換向器之間有電流通過,其接觸表面除機(jī)械摩擦之外,還由接觸電阻產(chǎn)生大量熱量,進(jìn)一步加劇了電刷的粘著磨損。再加上電刷在脫離換向器瞬間會產(chǎn)生電弧,電弧侵蝕造成電刷材料的融化、氣化和噴濺,既造成材料的直接消耗,又使得電刷換向器之間接觸電阻增大,生成更多熱量。
而在鹽霧和濕熱環(huán)境條件下,鹽溶液粘附在電刷表面、形成電解質(zhì)液膜,電刷材料為金屬銅合金,非常活潑,生成電化學(xué)反應(yīng),腐蝕效果明顯。再加上換向器和電刷之間的電場作用,電化學(xué)反應(yīng)速度更快,對電刷的腐蝕磨損作用更大。
有刷直流電機(jī)具有成本低、調(diào)速性能好、控制簡單等幾乎一切優(yōu)點,唯一的缺點就是不耐用,壽命相較其他類型電機(jī)較短。主要原因是由于有刷直流電機(jī)的電刷與換向器在換向過程中不可避免發(fā)生劇烈腐蝕磨損,從而限制直流電機(jī)壽命與使用次數(shù)。