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集电器|电气百科
更新日期：2024-01-03浏览：5945次
集电器是一种电机部件，用于在电机转动期间将电流传输到定子中。它将电流从旋转部分（转子）收集到静止部分（定子），从而实现电流传输。集电器通常包含碳刷和集电环（也称为集电刷）两部分，可以是一个单独的部分，也可以分别成为两个单独的部分。在这篇文章中，我们将详细介绍集电器的结构和工作原理。
一、集电器结构
1. 碳刷
碳刷是由碳度、铜箔和粘合剂制成。它们贴在定子上，与旋转部分（转子）接触，以供电流穿过并传输到电机。碳刷与集电器环之间的距离也需要适当调整，以确保充分接触和低的机械磨损。
碳刷是电机集电器中最常见的部件之一。碳刷通常被固定在碳刷架上，该碳刷架位于电机定子的一端。碳刷架的形状通常与电机的构造有关，并且可以采用螺栓或其他连接方式与定子相连。
2. 集电环
集电器环是集电器中的另一个重要部件。它是一个光滑且封闭的金属表面，由铜或铜合金制成。集电器环环绕着电机旋转部分的轴线，与碳刷接触。集电器环的直径通常与电机直径有关，可能在数毫米到数英寸之间变化。
集电器环通常位于 electric motor 的转子端部，以更好地与碳刷配合。它们由压铸或锻造铜或其他金属制成，并且可以设计成单个或双重形式。集电器环种类繁多，形状、尺寸和特性各不相同，如圆形、正六边形、正十二边形等等。
3. 集电器弹簧
集电器弹簧是连接碳刷和集电器环的另一个关键部件。弹簧在集电器的不断旋转中保持碳刷与集电器环之间的良好接触，减少接触面的磨损。弹簧质量的好坏将直接影响整个集电器的性能。
4. 其他部件
除了以上几个主要的部件之外，集电器也可能包含其他一些辅助部件。这些部件可能是铜制环、压铆件、托辊（用于支撑转台）、棒杆、绝缘盘等等。
二、集电器工作原理
1. 集电器的基本工作原理
集电器的基本工作原理是将电流从旋转部分（转子）收集到静止部分（定子），从而实现电流传输。当电机启动之后，碳刷的弹簧开始与集电器环接触，并沿着集电器环移动，传送电流。集电器环的电导性质使电流通过集电器移动，同时施加轻微的力并磨损碳刷。
册情况下，集电器通常用于传输直流电流。在某些应用中，可能需要使用高电流和高电压、高温度和高功率等特殊适用于集电器的需求。当环境条件不适合使用集电器时，也可以使用旋转电接口、电感器或无刷电机等电机电气系统来替代集电器。
2. 碳刷的工作原理
碳刷在集电器中起到传送电流的作用。每个碳刷都使用一定量的碳度，并保证良好接触。碳刷的设计目的是通过旋转部分的力和接触面积来使电流通过。
在集电器运转过程中，碳刷始终与旋转零件接触，因此会受到摩擦和磨损。碳刷的磨损会导致接触面积变小，从而降低电力传输效率。为了最小化磨损和因磨损而导致的发热和电弧，碳刷应该定期更换。
3. 集电器弹簧的工作原理
集电器弹簧是集电器的重要部件之一。它通过施加轻微的、恒定的力，将碳刷与接触环固定，并保证良好接触。弹簧的设计取决于集电器环的类型和作用，在一些高速且高负载环境中，弹簧必须能够产生足够的压力，以确保良好的电气接触。事实上，弹簧的设计、质量和配合会直接影响整个集电器的性能，尤其是在高速旋转和高负载条件下。
总之，集电器是电机中的一个关键部分，它将电流从浮动部分（转子）传输到定子中。集电器结构并不非常复杂，主要包括碳刷、集电器环、集电器弹簧等两个或以上的部件。然而，它们的设计和内部传输非常重要，并且可以根据需要进行大量的定制设计。集电器的工作原理是通过使弹簧上的碳刷在旋转平面上移动，从而在集电器环来回传递电流。大多数集电器用于直流电机，并且具有高效的电气性能，但同时伴随着摩擦和磨损的问题，对物质的选择、制造过程、维护和保养等方面提出了很高的要求。
