Що таке вугільні щітки
Вугільна щітка є дуже маленьким промисловим компонентом. Хоча вугільна щітка невелика, її вартість важко замінити. Вугільна щітка є однією з основних частин у різних двигунах. Його основним матеріалом є вуглецевий матеріал, який має провідні властивості та використовується для передачі струму до компонентів, які потребують обертального руху.
Першу вугільну щітку винайшов британський учений Джозеф Вілсон Свон у 1867 році. З розвитком електродвигунів і генераторів вугільні щітки поступово набули широкого застосування.
Наприкінці 19-го і на початку 20-го століття вугільні щітки використовувалися в різних цілях. У різноманітних промислових і побутових приладах, використаннявугільні щіткидозволяє цим пристроям передавати струм і досягати перетворення електричної енергії та механічного руху.
Компоненти вугільної щітки
Склад вугільних щіток не встановлений. Деякі – це просто вугільна щітка, деякі – вугільні щітки та дроти, деякі – вугільні щітки, дроти, роз’єми, деякі – вугільні щітки, дроти, пружини, металеві з’єднувачі, а деякі – вугільні щітки, металеві щіткотримачі/пластикові щіткотримачі. Але його основною частиною є головка вугільної щітки, яка здебільшого представлена у квадратній формі.
Як працюють вугільні щітки
Принцип роботи вугільних щіток полягає в основному в передачі енергії або сигналів між нерухомою частиною та обертовою частиною обертових механізмів, таких як двигуни чи генератори.
Theвугільна щіткаполягає в додаванні зовнішнього струму (струму збудження) до обертового ротора через вугільну щітку (вхідний струм); ввести статичний заряд на великому валу в землю через вугільну щітку (заземлююча вугільна щітка) (вихідний струм); до великого валу (маси) підводять захисний пристрій для захисту заземлення ротора і вимірювання позитивного і негативного напруги ротора на землю; зміна напрямку струму (в колекторних двигунах комутаційну роль відіграють і щітки).
Типи вугільних щіток
Натуральний графіт
Натуральний графіт є основною сировиною для цього типу вугільних щіток. Сполучна речовина виготовляється з асфальту або смоли, яка запікається або спекається при 1000 градусах. Цей тип двигуна має хороші змащувальні характеристики та ефективність збору струму. Більшість із них використовується в колекторних кільцях двигунів постійного струму малого та середнього розміру та високошвидкісних турбогенераторів, що працюють безперебійно.
Металевий графіт
Основними матеріалами цього типу вугільних щіток є електролітична мідь і графіт. Залежно від потреб іноді використовуються інші метали, такі як порошок срібла (використовується в точних інструментах і дуже дорогий), алюмінієвий порошок, свинцевий порошок тощо. він підходить для двигунів низької напруги з високим навантаженням і низькими вимогами до комутації (таких як стартери автомобілів тощо).
Електрохімічний графіт
Основними компонентами є різні вуглецеві порошкові матеріали, такі як сажа, кокс і графіт, які після високотемпературної обробки при 2500 градусах перетворюються на мікрокристалічний штучний графіт. Цей тип вугільної щітки має чудові комутаційні та самозмащувальні властивості та широко використовується в різних двигунах змінного та постійного струму.
Нанесення вугільної щітки
Вугільні щітки використовуються в різних двигунах і генераторах, наприклад в промислових генераторах: вітряних і теплових генераторах; побутова техніка: пральні машини, пилососи, стінобілки, двигуни на масажних кріслах. Різноманітні апаратні інструменти та всі двигуни для автомобілів, навантажувачів та мотоциклів. Вугільні щітки існують у кожному аспекті нашого життя, тому можна побачити, що вугільні щітки є дуже важливими.
Яка функція вугільної щітки?
Вугільні щіткивідіграють ключову роль у щіткових двигунах постійного струму. Основна функція вугільних щіток - передача струму. Коли щітковий двигун постійного струму включено, струм надходить у статор від джерела живлення та передається на котушку на роторі через вугільні щітки. Контакт вугільних щіток з ротором, що обертається, вводить струм у котушку, тим самим створюючи магнітне поле, яке взаємодіє з магнітним полем статора, щоб штовхати ротор до обертання.
А вугільна щітка також має функцію покращення іскри. Через передачу та відключення струму можуть утворюватися іскри та дуги. Різноманітні графітові матеріали, які використовуються у вугільних щітках, мають хорошу електропровідність і зносостійкість, що може ефективно зменшити іскри та дуги в двигуні.
Коли замінити вугільну щітку?
При заміні вугільних щіток необхідно враховувати такі фактори, як знос, довжина та форма. Оскільки час використання двигуна збільшується, тертя між вугільною щіткою та ротором призведе до певного зносу вугільної щітки. Знос вугільної щітки вплине на продуктивність і стабільність двигуна.
Загалом, коли з’являється вугільна щітка: її слід замінити, коли:
1. Сильний знос (менше 1/3 початкової довжини);
2. Сильне пошкодження;
3. Поверхня контакту між вугільною щіткою та контактним кільцем становить менше 70%, тому вугільну щітку слід замінити на нову. Якщо довжина вугільної щітки занадто коротка, ротор може бути недоступний, що спричинить нерівномірний потік струму та вплине на нормальну роботу двигуна.
Крім того, якщо вугільна щітка зламана або деформована, буде поганий контакт, і вугільну щітку потрібно замінити на нову. Різні сценарії застосування та частота використання впливатимуть на частоту заміни вугільних щіток. Якщо струм нестабільний або під час використання обладнання виникає ненормальний шум, це також може бути сигналом дозамінити вугільну щітку.
