直流电机的电刷支架如何来平衡换向器与电刷之间的机械性能？

几十年来，直流电机的电刷支架很少受到关注，新的旋转设备仍旧采用旧的电刷架设计，当出现性能问题时，解决的重点放在电刷上，因为电刷最先表现出快速磨损，尤其是弹簧压力是造成许多电刷问题的常见原因。随着电刷支架的最新发展以及使用恒压弹簧的协调已显著提升了电机性能和寿命。与电刷的功能相关的电刷架的关键考虑因素是：电刷在支架中的最大稳定性，电刷在接触面上的正确定位，电流通过电刷和支架部分的最小电阻。

电刷在支架中的配合对于稳定的电接触至关重要，如果支架壁与刷子的厚度和宽度之间没有足够的空间，电刷则有可能将卡死在支架中，特别是在温度升高和高污染的情况下。电刷可在支架内切向或轴向移动，支架与电刷之间的多余空间将导致不稳定的电接触，因此，支架和电刷在厚度和宽度上的公差必须很好地协调。按照电机行业公差或图纸规格将电刷加工成尺寸过小的尺寸，电刷架做成超尺寸的尺寸。通常应将电刷支架的尺寸保持在 .05 / 0.2mm的公差范围内。电刷厚度小于12.5mm且大于3.00mm的较小支架应具有公差为 .002 / 0.1，电刷厚度为3.00mm或更小的微型尺寸应将支架的公差保持在 .002 / 0.05。

碳刷支架经过长时间使用后，支架上的厚度尺寸可能会因刷子的运动而磨损或因热量而变形，要定期测量支架顶部和底部的厚度和宽度尺寸，以确保它们在公差范围内，并确保电刷支架具有足够的支撑以实现稳定的电接触。当电机电刷支架经受高温时，可能有必要根据温度升高和散热程度为热膨胀提供额外的补偿。在这些情况下，稍微减小电刷的厚度和宽度尺寸，以避免电刷卡死在支架上，而不是调整支架尺寸。金属Cu含量超过50％的金属石墨刷的尺寸公差要小一些，与非金属等级相比，它们通常承载更高的电流，产生更多的热量并具有更高的热膨胀系数。

电刷支架的长度也会对电刷的稳定性和性能产生重大影响，电刷支架内腔的可用空间，长度受到限制，较长碳刷会产生过大的电阻。随着碳刷长度的增加，从分流器到换向器接触表面的电流路径的电阻也增加。同时，电刷和较长的支架之间的接触面积增加，相应的接触电阻减小，这会产生在支架和电刷之间直接流动，而不是通过电刷来分流电流的可能性 。过短的电刷和支架设计容易在接触表面产生不稳定性，电刷支架的长度相对于电刷厚度而言较小，在支架中电刷会产生倾斜的可能性。

除了尺寸方面的问题外，支架的内部必须光滑且没有任何障碍物，包括毛刺。如果用过的电刷的侧面上有任何笔直的划痕，则电刷支架的内腔可能有突起，这将限制电刷与支架进行正确的电接触。错误的安装电刷支架可能会导致金属变形，会影响电刷支架内腔的关键内部尺寸。金属冲压件制成的支架特别容易受到内部尺寸和矩形尺寸不规则的影响，需要保证一致的内部尺寸和光滑的表面。

结论

直流电机支架是碳刷与换向器表面建立连接的电触点，只有正确设计和维护碳刷、 电刷架和接触面，才能在电机和其他类型的动触点应用上实现最佳性能，这三个组件都是复杂的机电系统中的关键因素。 电机碳刷支架在相对于接触表面的适当位置中提供稳定的支撑，并且能提供用于在电刷上施加接触力的装置。