本文叙述了轧钢机用电刷的特点、轧钢机用电机电刷遇到的问题和对电刷运行特性的要求并对近年来轧钢机用电机电刷使用选择与维护作了综合概述。
轧钢用直流电机尤其是中大型粗轧机、开坯机、无缝钢管轧机、冷热连轧机等的特点概括为:(1)电机容量大 ;(2)经常启动,加速、减速和制动;(3)正反转(可逆运行);(4)负载变化剧烈,频繁,冲击电流-过载电机可高达额定电流的2.75倍;(5)电机转速和电枢电流经常处于变化状态,电机经常处于动态换向过程之中;(6)电机经常处于无负荷条件下运行;(7)周围环境温度高、干燥、湿度低,使换向器不易形成氧化膜。
轧钢机用直流电机的供电方式有两种:一种是早期的变流机组供电方式;另一种为目前广为应用的可控硅整流给电枢和励磁供电方式。由于轧钢机用直流电机本身的特点,变流机组供电的轧钢机用直流电机的换向已是十分困难,改用可控硅整流供电后换向条件更趋恶劣。这是由于可控硅供电和励磁对直流电机有两个突出的影响。
一是经可控硅整流的电流含有脉动份量,这将使换向极磁通随之脉动,换向状态恶化,无火花换向区的宽度随负载电流脉动率的增加而变窄,容易出现火花;
二是脉动电源的电流值在各瞬时是波动的,因此使用脉动电源时产生的火花大小在各瞬时也是不一样的,由于电流的脉动是周期性的,因而火花大小的变化也可以是周期性的,于是系统反映速度加快,因可控硅系统的时间常数比发电机组的要小很多,所以其输出电压的变化很快,电枢电流的变化率di/dt比变流机组供电的要大5-8倍,从而使动态换向恶化,在负荷突然增加或减少时,电机产生滞后换向或超前换向,使电刷与换向器的接触面的滑入边或滑出边出现火花,上述两点是可控硅供电和励磁的直流电机比变流机组供电换向困难的主要原因,再加上轧钢机用电机的运行工况的特点,所以使电机的换向性能要比一般用途的直流电机恶劣得多。