Hvad er motorbørster?
1. Motorbørste
Motorbørste bruges i motorens kommutator eller slæbering, som en glidende kontakt krop til at eksportere indførelsen af strøm. Dens rolle er hovedsageligt at metalfriktion, mens den leder elektricitet, udbredt i en række AC- og DC-generatorer, synkrone motorer, batteri DC motorer, kranmotor samlering, forskellige typer svejsemaskiner og så videre.
Børsterne, der blev brugt i det tidlige maskineri, er generelt lavet af flerstrenget kobbertråd. Børsterne lavet af kobbertråd med høj hårdhed vil ridse det glatte kommutatorstykke og rille på det, derfor, det er nødvendigt at behandle kommutatoroverfladen ofte. Og som kobberbørster slides, børstestøv og snavs kan kile sig ind mellem kommutatorbladene, kortslutte dem og reducere udstyrets effektivitet. Brug af kobberbørster, derfor, er metal-på-metal friktion, højt tab, og høje vedligeholdelsesomkostninger.
Mens kulbørster, generelt lavet af rent kulstof plus størkningsmiddel, smøreevne og god strømopsamlingsevne, og kulbørste og metalfriktion, der er tab er kulbørste, mere ensartet slid end kobberbørster, og blødt kulstof på kommutatorbladets skade er meget mindre, genereringen af gnister er også mindre, i gang med brugen, udskifte kulbørsten kan være, metal kræver ikke vedligeholdelse, lave vedligeholdelsesomkostninger og praktisk.
Derfor, det har udviklet sig, at moderne rotationsmotorer med kommutatorer næsten udelukkende bruger kulbørster, hvoraf en del kan blandes med kobberpulver for at forbedre ledningsevnen. Metalkobberbørster bruges stadig i legetøj eller meget små motorer, samt på nogle motorer, der kun kører intermitterende, såsom startmotorer til biler.
Elektriske motorer og generatorer lider af et fænomen kaldet “ankerreaktion”, en effekt af dette er at ændre den ideelle position af strømvendingen gennem viklingen, efterhånden som belastningen ændres. Tidlige maskiner havde børster monteret på en ring med et håndtag. Under drift, børsteringens position skulle justeres for at justere vendingen for at minimere gnistdannelse fra børsterne. Denne proces blev kaldt “ryster penslen”.
Med udviklingen af teknologi, “høj modstand børster” blev opfundet, dvs. børster lavet af en blanding af kobberpulver og kulstof. Disse børster kan automatisere kommuteringsprocessen og minimere gnistdannelse fra børsterne. Selvom disse børster er beskrevet som højmodstandsbørster, den nøjagtige værdi af modstanden af disse børster afhænger af maskinens størrelse og funktion. Ud over, højmodstandsbørster er ikke konstrueret som børster, men i form af kulstofblokke med buede overflader, der matcher kommutatorens form.
Størrelsen på en kulbørste med høj modstand er meget bredere end det isoleringssegment, den spænder over (og kan ofte spænde over to isoleringssegmenter på større maskiner). Derfor, når kommutatorsegmentet passerer under børsterne, strømmen, der løber til den, er mere jævn, end hvis den rene kobberbørstekontakt skulle bryde brat. Tilsvarende, sektionen i kontakt med børsterne har en lignende hældningsstigning i strøm. Dermed, selvom strømmen gennem børsterne er mere eller mindre konstant, den øjeblikkelige strøm gennem begge kommutatorstykker er proportional med det relative areal i kontakt med børsterne.
Forholdet mellem kobber og kulstof kan varieres til specifikke formål. Børster med højere kobberindhold yder bedre ved meget lave spændinger og høje strømme, mens børster med højere kulstofindhold klarer sig bedre ved høje spændinger og lave strømme.
Fjedre bruges ofte sammen med børster for at opretholde konstant kontakt med kommutatoren. Efterhånden som børsterne og kommutatoren slides, fjederen skubber støt og roligt børsterne ned mod kommutatoren. Til sidst, børsterne slides små nok og tynde nok til, at stabil kontakt ikke længere er mulig eller ikke længere holdes sikkert fast i børsteholderen, på hvilket tidspunkt børsterne skal udskiftes.
Fleksible strømkabler er ofte forbundet direkte til børsterne, men fordi strømmen, der løber gennem støttefjedrene, forårsager varme, dette kan føre til metalhærdning og tab af fjederspænding.
Når en kommutatormotor eller generator bruger mere strøm, end en enkelt børste kan lede, flere børsteholdersamlinger er monteret parallelt på forsiden af den meget store kommutator. Denne parallelle montering fordeler strømmen jævnt over alle børster, tillader fjernelse af dårlige børster og udskiftning med nye, selvom maskinen fortsætter med at rotere med fuld kraft og belastning.
Høj effekt, højstrøms kommuteringsenheder er ikke så almindelige i dag, fordi generatordesign er mindre komplekse, tillader lav strøm, højspændings roterende feltspoler til at forsyne højstrøms statorspoler med fast position. Dette tillader brugen af meget små individuelle børster i generatorens design. I dette tilfælde, de roterende kontakter er kontinuerlige ringe, kaldet glideringe, der ikke skifter.
Moderne enheder, der bruger kulbørster, er ofte designet til at være vedligeholdelsesfrie, kræver ingen justering i hele enhedens levetid, ved hjælp af en børsteholderslids med fast position og en kombinationsbørstefjeder kabelsamling der passer ind i åbningen. Træk slidte børster ud og sæt nye børster i.
2. Børstekontaktvinkel
Børstekontaktvinklen er, hvordan børsterne kommer i kontakt med kommutatoren. Forskellige børstetyper kommer i kontakt med kommutatoren på forskellige måder. Da hårdheden af kobberbørster er den samme som hårdheden af kommutatoren, rotoren kan ikke rotere baglæns mod enden af kobberbørsterne, uden at kobberet trænger dybt ind i kommutatoren og forårsager alvorlig skade.
Derfor, strimmel/stablede kobberbørster har kun tangentiel kontakt med kommutatoren, mens kobbernettet og stålbørsterne bruger en vinklet kontaktvinkel til at kontakte deres kanter gennem kommutatorfligene, der kun kan rotere i én retning. Kulbørstens blødhed gør det muligt for den at skabe direkte radial endekontakt med kommutatoren uden at beskadige ventilatoren, tillader let vending af rotorretningen uden at omorientere børsteholderen til at køre i den modsatte retning.
Selvom aldrig vendt, almindelige apparatmotorer, der bruger viklede rotorer, kommutatorer og børster har radiale kontaktbørster. I tilfælde af reaktive børsteholdere, kulbørsterne kan vippes i den modsatte retning fra kommutatoren, så kommutatoren har en tendens til at skubbe mod kulstoffet for at opnå solid kontakt.
3, Kommuteringsplan
Kommutationsplanet er kontaktpunktet, hvor børsterne rører kommutatoren. For at lede nok strøm til eller fra kommutatoren, børstens kontaktområde er ikke en tynd streg, men en rektangulær plet på tværs af sektionen. Typisk, børsterne er brede nok til at spænde 2.5 kommutatorsegmenter. Det betyder, at to tilstødende segmenter er elektrisk forbundet med børsterne, når de kommer i kontakt med hinanden.
