[摘要]西安电机现场工况条件比较恶劣，如维护保养不当，就会出现直流电机换向变差的情况。根据现场实际工况条件优选碳刷，正确调整碳刷，可以使电机恢复正常的换向，确保电机的正常运行。
现场工况条件比较恶劣，如维护保养不当，就会出现直流电机换向变差的情况。根据现场实际工况条件优选碳刷，正确调整碳刷，可以使电机恢复正常的换向，确保电机的正常运行。
(1)碳刷的选用
碳刷的选用应综合其材料类别、电阻系数、密度、允许电流密度、允许速度、抗弯强度、硬度等技术参数进行优选。
如一台Z450-4B直流电机，额定功率700kW，额定电流1240A，最高转速1400r/min。该电机实际负荷为90％额定值，原随机配备的某牌号碳刷，在使用中表面油化，换向器表面出现黑色碳膜，碳刷磨损消耗很大，使用寿命不足1个月。经分析，选拜了一种电阻系数、密度、抗弯强度、允许电流密度及线速度较之原来均有提高的碳刷（表1）。磨合后，换向器表面重新形成良好的氧化膜，碳刷使用寿命达到了半年左右。
(2)碳刷数量的最优配置
直流电机中碳刷数量应满足国标规定的负荷能力。按照《Z系列中型直流电动机技术条件》ZBK23 001-89中的要求，金属轧机用直流电动机应能承受如下连续过载：①在额定电压、转速下，带115％额定负载连续运行；②在额定电压、转速、负载连续运行之后，紧接着以125%额定负载运行2h。如某Z400-4B直流电机，额定功率400kW，额定电流715A。电机共有4个刷握杆，每个刷握杆上安装了6只碳刷，碳刷表面尺寸为25mm×32mm。那么碳刷设计工作面积（cm2）为：
单只碳刷表面积×每个刷握杆上的碳刷数量×电机极对数=25×32×6×2=9600mm2=96cm2
在125%额定负载下，碳刷的工作电流密度为：715A×l.25÷96cm2=9.3A/cm2，在碳刷理论最佳工作电流密度8～12A/cm2的范围内。在实际使用中，该电机最大负荷电流仅为600A，也就是说，该电机碳刷最大工作电流密度为：600A=96cm2=6.25A/cm2。远低于碳刷理论最佳工作电流密度的下限值8A/cm2。碳刷工作电流密度过小，会造成电机换向器表面出现线状和槽状刻痕，缩短换向器的车削处理周期，缩短电机的使用寿命。反之，碳刷工作电流密度过大，则会造成碳刷及换向器表面发热、换向火花大。如表2对碳刷数量进行调整后，有效地避免了换向器表面的现状和槽状刻痕现象。
(3)碳刷的布置
直流电机换向器刷握杆上的碳刷一般是平均布置的。但在需要对碳刷数量进行调整时，就必须重新布置。图1中，直流电机刷握杆上装有8只碳刷，如需减少碳刷使用数量，则要依次去掉1#、8#、2#、7#轨道的碳刷。如果换向器表面出现线状和槽状刻痕，或局部有烧灼痕迹，为了改善换向，应把碳刷移到空闲且状况较好的轨道上。
(4)刷架中心线的调整
电机制造厂一般把碳刷定位在磁极几何中性线上，进行两个转动方向的调整。在某些轧钢厂，电机的转动方向是单一的。在这种情况下，可以适当调整碳刷刷架，来改善特定方向的换向状况，减小甚至消除换向火花。
刷架中心线的调整应仔细，并做好相应的标记。刷架每次移动不得超过2mm，调整后需在正常负荷下运行至少5min，以确定刷架调整位置是否适当。如果换向状况变好，则以此为基点再进行微调，每次在正常负荷下至少运行5min，直到找到最佳换向状态。
如果在第一次调整后，换向状况变差，则需向相反方向调整刷架。经销处对直流电机来说，沿电枢旋转方向移动刷架，会减少换向补偿效果；反之，如果逆着电枢旋转方向移动刷架，则换向补偿作用加强。如果刷架调整对换向没有明显的改善，则应该把碳刷刷架移回到初始标记位置上。