电刷滑环系统是发电机励磁系统的重要组成部分，双馈电机转子绕组需要通过电刷—滑环系统与外界交换电能。发电机运行在次同步状态下时，转子变频器通过电缆、刷架、电刷及滑环将频率、幅值时刻变化的三相电流引入到转子绕组；发电机运行在超同步状态下时，电刷滑环系统将三相转子电流引至转子变频器。图3-24为滑环结构示意图。
图3-24 滑环结构示意图
滑环系统需重点考虑的因素有：
（1）防护等级：IP 23。
（2）东南沿海地区的潮湿、盐雾。
（3）西北的风沙、昼夜温差大。
（4）高原的空气稀薄。
（5）转速范围宽。
（6）负载跨度大。
1.滑环
采用热套式滑环结构或环氧浇注式滑环结构能够满足双馈风力发电机高速运行需要。在绝缘筒与钢套筒、集电环之间要进行密封处理以提高滑环防潮性。集电环多采用高强度
的不锈钢环，可用于腐蚀性场所。图3-25所示为热套式滑环结构。
环氧树脂浇铸双馈风力发电机专用集电环是用耐高温环氧树脂加超细玻璃纤维作为增强材料，用真空压力浇铸工艺制造的，具有绝缘性能优良、防潮性优良、机械强度高等优点。环氧树脂浇铸滑环结构如图3-26所示。
2.电刷—滑环系统故障(www.xing528.com)
作为双馈异步电机的动静转换器件，因电刷和滑环系统故障而导致的发电机运行不稳定现象屡有发生。同时，电刷和滑环系统的日常维护工作量大，需要消耗相当的人力和物力，尤其是处于恶劣环境下（高山、海洋等）的机组，电刷和滑环系统的维护修理工作更加困难。所以，对发电机电刷和滑环系统的状态监测及故障诊断研究是很有意义和必要的。
电刷—滑环系统常见故障类型有电刷滑环过热故障、滑环火花故障、电刷特异性振动故障、电刷重度磨损故障等。不同类型的故障可能会同时出现在电刷—滑环系统中，从而引发综合性故障。
图3-25 热套式滑环结构
3.电刷—电刷氧化膜
电刷在滑环上运行时，在其接触面上会形成一层均匀、适度、稳定的氧化膜。氧化膜是一种复合薄膜，其组成成分与电刷型号及滑环的材料成分有关，厚度一般为1～6nm。氧化膜受到破坏是导致电机励磁电流不稳定的重要原因。氧化膜的形成主要与下列因素有关：
（1）滑环与电刷接触处的表面温度。一般理想的滑环工作表面工作温度为60～95℃，在70℃左右较易形成氧化膜，高温、低温环境应注意避免滑环运行温度过高或过低。
（2）设计时电刷平均电流密度不能取得太高，国内设计时一般取电刷平均电流密度为6～8A/cm2，保证运行时有些电流分布稍不均匀也能保证安全运行。
（3）空气湿度。电刷磨损量与环境空气湿度有关，电刷需要空气中有一定的水分含量，即空气湿度不能太低，但也不能太高。一般空气湿度为3～25g/m3，电刷安全运行的最小湿度为4.6g/m3；发电机制造厂推荐运行时湿度范围为8～15g/m3。
（4）含氧量。含氧量过低也不利于氧化膜的形成。在高原地区可用高原型电刷适应环境空气稀薄的情况。
（5）冷却空气中污染性杂质。空气中的杂质对电刷表面氧化膜的形成将带来不利影响。这些杂质包括：硫化物或卤族元素的腐蚀性气体、空气中油气混合物、粉尘、铁屑、铁锈粉尘、碳粉等其他杂质。如果环境中污染性杂质含量大，机组和滑环罩均要进行密封处理或对冷却空气进行过滤处理。
（6）此外，电刷研磨、集电环表面光洁度以及电刷材质等因素也是影响电刷氧化膜形成的因素，在设计时应予以考虑。
图3-26 环氧树脂浇铸滑环
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