傳統電機集電環存在的問題:傳統繞線型異步機的滑環為“機載”滑環,即滑環裝置安裝在電機轉子軸的尾端,滑環實際是單端支撐的懸臂梁結構,故電機在運行過程中,由於離心力和徑向不平衡力矩的作用,滑環將不可避免地產生徑向抖動,尤其是在啟動和調速運行時,現象 為明顯。滑環的抖動振幅、頻率很高,電刷的壓力彈簧根本無法響應,因此造成電刷和滑環的接觸不良,於是造成嚴重的打火,致使滑環表麵燒蝕,電刷也隨之損壞。滑環的線速度高造成電刷磨損大,壽命短
“機載”滑環結構的滑環必然要安裝在電機轉子的軸上,由於轉子繞組的電纜要通過軸心引出,因此須要采用大直徑、空心型的軸結構,滑環的直徑受轉子軸的限製必然增大。電刷的磨損和滑環相對運動的線速度密切相關,具有關資料介紹,電刷的壽命和滑環的線速度的平方成反比,故機載滑環的傳統結構電刷的壽命較低,標準規定隻有3500——4500小時,實際的壽命還遠低於標準值。傳統機載結構的滑環、電刷結構在散熱方麵也存在困難,通常,滑環表麵的溫升多超過80C,加劇了磨損,使滑環電刷可靠性進一步降低。同時,電刷磨損產生很多的碳粉,散落在絕緣的各相滑環之間,極容易產生滑環相間短路和造成接地,滑環係統將 損壞。般由於集電環的轉速在工作時可達到1000rpm,所以機械強度大,耐磨損的鋼材料就是集電環製作的 ,鋼可以加工成複雜的結構,它是一種容易得到而又價廉物美的材料,所以廣泛用於包括圓周速度較低的水輪發電機在內的同步電機。對於像汽輪發電機那樣,主要強調高圓周速度下機械強度和耐磨性的集電環,有時也使用鍛鋼。而在耐腐蝕,耐鏽蝕要求較高時還可以使用不鏽鋼材料,但不鏽鋼的滑動特性不穩定,與電刷組合不合適往往使電刷產生跳動,容易造成電刷溫升過高或異常磨損,所以使用時 倍加注意。