[科普中国]-炭电阻片柱

炭电阻片柱是炭片调压器中的一重要部件，它是由0.5毫米厚的炭片叠合而成。这种材料结构的炭柱不仅具有炭本身不易氧化、不熔化、导电、导热、低的热膨胀系数，而且还具有其电阻值随着其施加压力的大小而改变的特点。故广泛的应用于发电机的电压调节器、电动机转速调节器、连续改变电阻值的变阻器和指示器中。飞机上的用电设备都要求一个恒定的工作电压，但是发电机的电压随着发动机的转速和负载的变动会在很大的范围内变化，故飞机上广泛采用了炭电阻片柱调压器。当发电机转速和负载在一定范围内变化时，它可以自动保持发电机电压基本恒定1。

简介炭电阻片柱是炭片调压器中的一重要部件，它是由0.5毫米厚的炭片叠合而成。这种材料结构的炭柱不仅具有炭本身不易氧化、不熔化、导电、导热、低的热膨胀系数，而且还具有其电阻值随着其施加压力的大小而改变的特点。故广泛的应用于发电机的电压调节器、电动机转速调节器、连续改变电阻值的变阻器和指示器中。飞机上的用电设备都要求一个恒定的工作电压，但是发电机的电压随着发动机的转速和负载的变动会在很大的范围内变化，故飞机上广泛采用了炭电阻片柱调压器。当发电机转速和负载在一定范围内变化时，它可以自动保持发电机电压基本恒定1。

炭电阻片柱调压器自动调节电压的原理发电机电压的大小取决转速、负载电流和励磁磁通三个因素，而发电机的转速是随着发动机的转速而变的，也就是随着飞行的需要而变，负载电流的大小由飞行状态和飞行任务决定的，所以能够调节的就只有励磁磁通了。在发电机励磁磁电路中，串联一个炭电阻片柱，就可以通过调节发电机激磁磁通，达到调节发电机电压的目的。

炭电阻片柱调压器主要组成：炭电阻片柱、电磁铁和弹簧衔铁机构。由于炭电阻片柱是由数十片炭片组成，炭片表面有很多肉眼看不见的凸起的小点，当压紧炭柱时，炭片之间接触面积增大，电阻减小;反之，当放松炭柱时，炭柱电阻增大。

弹簧衔铁机构是由产生弹力来压缩炭柱,炭柱受压后也产生一个反作用力加在衔铁上,所以衔铁上所受的机械作用力实际上是弹簧弹力和炭柱反作用力之差，称为机械力。

在调压器使用中常出现的故障与排除措施炭电阻片调压器在使用过程中常出现的故障是调压不稳定和调压值过高。在使用过程中，调压器的稳定性是逐渐变差的。其现象是当转速、负载突然变化时，电压表的指针摆动时间过长; 或者不停的连续摆动，调压不稳定使用电设备或电源系统不能正常工作，这是不允许的。

调压不稳定的原因有：

(1) 工作点调整不当

炭电阻片柱调压器出厂或修理后，要通过调整螺塞位置，精确的选定工作点，如果在调整过程中片面的追求过高的准确性，以及选定的工作离不稳定区太近，或不按规定操作，没有在高转速、空载下及磨合后选定工作点，没有在热状态下检查工作点，使得稳定储备不足，随着使用时间的增长，工作点将逐渐向不稳定区移动，甚至进入不稳定区。

为进一步提高炭电阻片柱的电气性能，除进行粗调外，还需要进行磨合，精调和热态下综合检查等，这样才能保证工作点选得准确。

(2) 炭片的磨损和烧伤

炭电阻片柱是在高温条件下工作的，炭柱的外加压力又经常改变，并且炭电阻片柱电阻变化时励磁线圈中要产生感应电势，因此，炭柱的轻微烧伤和磨损是必然存在的。而炭片的严重烧伤，主要是由于工作点选得不当，以及炭片上有油渍、水份、灰尘、炭片不平等，引起炭片间跳火花。炭片烧伤后，其表面接触状态变坏，接触电阻增大，电阻变化率增大，故稳定性变差，出现调压不稳定。

炭片磨损，使炭柱长度缩短，其作用相当调节螺塞往外拧出，工作点向不稳定区移动或进入不稳定区。对严重烧伤和磨损的炭电阻片柱需要更换新的炭电阻片柱，才能保证电压稳定。

(3) 弹簧弹性减弱

使用时间较长的调压器，弹簧弹性会逐渐变弱,使工作间隙减小，炭柱电阻变化率变大，稳定性变差，这样必须更换新的弹簧。

(4) 减震不良

调压器是很敏感的机件，如减震弹簧弹性减弱或断裂，连接导线过短，当飞机振动时，会引起电压摆动，特别是调压器稳定性已变差的情况下，这种现象最容易发生，为此必须更换减震弹簧和导线。

(5) 调压值过高在调压过程中，虽然转速和负载都在额定值范围内，但电压越过规定值或者电压不受调节，其原因有:

A.调压线圈电路上的调压电阻的滑动端接触不良，或者是调压器的接触钉或减震座上的导电弹片接触不良。

B.如果电压值随发电机工作状态的改变而剧烈改变，即调压器不调压，这通常是调压电路断路的缘故。

C.炭片严重烧结使炭柱短接，不起调节作用。

针对出现的上述情况，可分别采取改善接触状态、接通调压电路、更新炭电阻片柱来排除故障2。

维护工作( 1) 炭电阻片柱包装应有严密的防潮密封措施,应存放于干燥清洁的仓库内，室内不应存在对产品有害的气体。

(2) 在调压器修理、装入炭电阻片柱过程中，严禁用手接触炭片表面，避免油渍、灰尘等污物粘在炭片上，以免弄脏炭片使接触状态变坏，造成使用中炭片被烧伤。

(3) 不同型号炭柱因电气性能不同不可代用，对同型号炭柱一般也不应当拆散组装成柱使用。

(4) 对调压器组件炭柱长期在潮湿条件下，必须按工作规程规定程序来起动调压器，达到预先干燥炭柱的目的。

(5) 在外场工作中严禁变动调压器铁心和调整螺塞的位置，以免使工作点变动。

(6) 定期严格检查调压器调压的稳定性和绝缘情况，经常注意检查减震装置是否良好以及各有关的接线是否牢靠等。

(7) 炭电阻片柱调压器调压是有一定工作范围的，也就是说它只能从最低转速到最高转速，负载从零到额定值范围内变化时自动调节电压保持恒定的。如果转速低于最低转速( 或高于最高转速)，负载超过额定值，炭电阻片柱调压器不能进行调压了。

(8) 为了使调压器工作稳定可靠，不得以高于规定的温度对炭柱进行长时间的加热。如未达到上限温度，才允许增大炭柱耗散功率，为此必须采取散热或冷却措施。

(9) 炭电阻片柱调压器不宜并联工作，因为实际上不可能将负载均分配给每个调压器3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学