發(fā)電機集電環(huán)的工作原理是怎樣的

發(fā)電機集電環(huán)工作原理基于電磁感應(yīng)定律和電路閉合原理。

當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，磁感線切割集電環(huán)，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。感應(yīng)電動勢通過集電刷與外部電路相連，形成閉合電路，電流從發(fā)電機轉(zhuǎn)子流向外部電路，實現(xiàn)電能傳輸。

集電環(huán)通常由金屬材料制成，安裝在發(fā)電機轉(zhuǎn)子軸上。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，集電環(huán)與集電刷保持良好接觸，確保電能順利傳輸。

碳刷由碳材料制成，導(dǎo)電和耐磨性能優(yōu)良，形狀與集電環(huán)曲線匹配，能緊密貼合其表面。

集電環(huán)工作過程具體如下：定子繞組通電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，在定子和轉(zhuǎn)子間形成磁力線通道；轉(zhuǎn)子鐵芯上的集電環(huán)形狀與定子磁場磁力線通道匹配，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，集電環(huán)沿通道移動；集電環(huán)通過定子磁場，切割磁力線產(chǎn)生電動勢，進而產(chǎn)生電流，使轉(zhuǎn)子鐵芯產(chǎn)生與定子磁場相反的磁場；反向磁場與定子磁場相互作用，產(chǎn)生電磁力矩，讓轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。

同時，轉(zhuǎn)子運動使集電環(huán)不斷切割磁力線，產(chǎn)生持續(xù)電流和磁場，驅(qū)動發(fā)電機持續(xù)運轉(zhuǎn)。

集電環(huán)材質(zhì)要求機械強度大、是電的良導(dǎo)體、耐腐蝕，與電刷滑動接觸時需有耐磨性和穩(wěn)定滑動接觸特性。比如鋼質(zhì)集電環(huán)耐磨性好、機械強度大，多用于因極性引起集電環(huán)磨損差較大的同步電機。

在發(fā)電機運行維護中，要專人負責(zé)檢查和維護集電環(huán)，規(guī)定檢查時間和次數(shù)。定期巡視檢查集電環(huán)碳刷火花、表面溫度和溫升、顏色、積塵和油污、電刷跳動及連接情況，抽檢電刷刷辮電流。更換電刷用正品并提前研磨，更換后加強檢查巡視。發(fā)電機大修做好集電環(huán)檢查維護，防止受潮，清理碳粉和灰塵。若集電環(huán)溫度高，測量電刷電流看是否均衡，不均衡先處理電流小的電刷，均衡則查找其他原因，像電刷質(zhì)量、通風(fēng)、接觸電阻等問題。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng)）