¿Qué son las escobillas de motor?
1. Escobilla del motor
Escobilla del motor Se utiliza en el conmutador o anillo colector del motor., como cuerpo de contacto deslizante para exportar la introducción de corriente. Su función es principalmente la fricción del metal mientras conduce la electricidad., Ampliamente utilizado en una variedad de generadores de CA y CC., motores síncronos, batería motores de corriente continua, anillo colector de motor de grúa, Varios tipos de máquinas de soldar, etc..
Los cepillos utilizados en las primeras máquinas generalmente estaban hechos de alambre de cobre multifilar.. Las escobillas hechas de alambre de cobre de alta dureza rayarán la pieza lisa del conmutador y la ranurarán., por lo tanto, es necesario tratar la superficie del conmutador con frecuencia. Y como se desgastan los cepillos de cobre, El polvo de las escobillas y los residuos pueden acumularse entre las cuchillas del conmutador., cortocircuitándolos y reduciendo la eficiencia del equipo. Usando cepillos de cobre, por lo tanto, es la fricción metal sobre metal, alta perdida, y altos costos de mantenimiento.
Mientras que las escobillas de carbón, generalmente hecho de carbono puro más agente solidificante, Rendimiento de lubricación y buen rendimiento de recolección de corriente., y escobillas de carbón y fricción metálica, hay pérdida es escobilla de carbón, Desgaste más uniforme que los cepillos de cobre., y el daño del carbón blando en la cuchilla del conmutador es mucho menor, la generación de chispas también es menor, en proceso de uso, reemplazar la escobilla de carbón puede ser, El metal no requiere mantenimiento., bajos costos de mantenimiento y conveniente.
Por lo tanto, Se ha desarrollado que los motores rotativos modernos con conmutadores utilizan casi exclusivamente escobillas de carbón., Parte del cual se puede mezclar con polvo de cobre para mejorar la conductividad.. Los cepillos metálicos de cobre todavía se utilizan en juguetes o motores muy pequeños., así como en algunos motores que funcionan sólo de forma intermitente, como motores de arranque de automóviles.
Los motores y generadores eléctricos sufren un fenómeno llamado “reacción de armadura”, Uno de sus efectos es cambiar la posición ideal de la inversión de corriente a través del devanado a medida que cambia la carga.. Las primeras máquinas tenían cepillos montados en un anillo con mango.. Durante la operación, Es necesario ajustar la posición del anillo del cepillo para ajustar la inversión y minimizar las chispas de los cepillos.. Este proceso fue llamado “sacudiendo el cepillo”.
Con el desarrollo de la tecnología, “cepillos de alta resistencia” fueron inventadas, es decir. cepillos hechos de una mezcla de polvo de cobre y carbón. Estas escobillas pueden automatizar el proceso de conmutación y minimizar las chispas de las escobillas.. Aunque estos cepillos se describen como cepillos de alta resistencia, El valor exacto de la resistencia de estos cepillos depende del tamaño y función de la máquina.. Además, Los cepillos de alta resistencia no están construidos como cepillos., pero en forma de bloques de carbono con superficies curvas para adaptarse a la forma del conmutador.
El tamaño de una escobilla de carbón de alta resistencia es mucho más ancho que el segmento de aislamiento que abarca (y a menudo puede abarcar dos segmentos de aislamiento en máquinas más grandes). Por lo tanto, cuando el segmento del conmutador pasa por debajo de las escobillas, la corriente que fluye hacia él es más suave que si el contacto de la escobilla de cobre puro se rompiera abruptamente. Similarmente, la sección en contacto con las escobillas tiene una pendiente similar a la subida de la corriente. De este modo, aunque la corriente a través de las escobillas es más o menos constante, La corriente instantánea a través de ambas piezas del conmutador es proporcional al área relativa en contacto con las escobillas..
La proporción de cobre a carbono se puede variar para propósitos específicos.. Las escobillas con mayor contenido de cobre funcionan mejor con voltajes muy bajos y corrientes altas, mientras que las escobillas con mayor contenido de carbono funcionan mejor con voltajes altos y corrientes bajas.
Los resortes se utilizan a menudo con escobillas para mantener un contacto constante con el conmutador.. A medida que se desgastan las escobillas y el conmutador, el resorte empuja constantemente las escobillas hacia el conmutador. Eventualmente, Las escobillas se desgastan lo suficientemente pequeñas y delgadas como para que ya no sea posible un contacto estable o ya no se mantengan firmemente en el portaescobillas., En ese momento es necesario reemplazar las escobillas..
Los cables de alimentación flexibles suelen estar conectados directamente a las escobillas., pero debido a que la corriente que fluye a través de los resortes de soporte causa calor, Esto puede provocar el templado del metal y la pérdida de tensión del resorte..
Cuando un motor o generador de conmutador utiliza más energía de la que puede conducir una sola escobilla, Múltiples conjuntos de portaescobillas están montados en paralelo en la cara del conmutador muy grande.. Este montaje paralelo distribuye la corriente uniformemente entre todas las escobillas., permitiendo la eliminación de cepillos defectuosos y el reemplazo por otros nuevos incluso si la máquina continúa girando a plena potencia y carga..
Alto Voltaje, Los dispositivos de conmutación de alta corriente no son tan comunes hoy en día porque los diseños de alternadores son menos complejos., permitiendo baja corriente, Bobinas de campo giratorio de alto voltaje para alimentar bobinas de estator de posición fija de alta corriente.. Esto permite el uso de escobillas individuales muy pequeñas en el diseño del alternador.. En este caso, los contactos giratorios son anillos continuos, llamados anillos colectores, que no cambian.
Los dispositivos modernos que utilizan escobillas de carbón suelen estar diseñados para no necesitar mantenimiento., No requiere ajuste durante la vida útil del dispositivo., utilizando una ranura para portaescobillas de posición fija y un resorte de cepillo combinado conjunto de cables que encaja en la ranura. Saque los cepillos desgastados e inserte cepillos nuevos..
2. Ángulo de contacto del cepillo
El ángulo de contacto de las escobillas es la forma en que las escobillas hacen contacto con el conmutador.. Los diferentes tipos de escobillas hacen contacto con el conmutador de diferentes maneras.. Dado que la dureza de las escobillas de cobre es la misma que la dureza del conmutador, El rotor no puede girar hacia atrás contra el extremo de las escobillas de cobre sin que el cobre penetre profundamente en el conmutador y cause daños graves..
Por lo tanto, las escobillas de cobre en tiras o apiladas hacen contacto tangencial únicamente con el conmutador, mientras que la malla de cobre y los cepillos de alambre utilizan un ángulo de contacto en ángulo para hacer contacto con sus bordes a través de las pestañas del conmutador que solo pueden girar en una dirección.. La suavidad de la escobilla de carbón le permite hacer contacto directo del extremo radial con el conmutador sin dañar el ventilador., permitiendo una fácil inversión de la dirección del rotor sin reorientar el portaescobillas para que funcione en la dirección opuesta.
Aunque nunca revertido, Motores de electrodomésticos comunes que utilizan rotores bobinados., Los conmutadores y las escobillas tienen escobillas de contacto radial.. En el caso de portaescobillas reactivos, Las escobillas de carbón pueden inclinarse en la dirección opuesta a la del conmutador, de modo que el conmutador tienda a empujar contra el carbón para lograr un contacto sólido..
3, Plano de conmutación
El plano de conmutación es el punto de contacto donde las escobillas tocan el conmutador.. Para conducir suficiente corriente hacia o desde el conmutador, el área de contacto del cepillo no es una línea delgada, pero un parche rectangular a través de la sección. Típicamente, los cepillos son lo suficientemente anchos para abarcar 2.5 segmentos del conmutador. Esto significa que dos segmentos adyacentes están conectados eléctricamente por las escobillas cuando entran en contacto entre sí..
