Что такое моторные щетки?
1. Моторная щетка
Моторная щетка используется в коллекторе или контактном кольце двигателя, как тело скользящего контакта для экспорта введения тока. Его роль в основном заключается в трении металла при проведении электричества., широко используется в различных генераторах переменного и постоянного тока, синхронные двигатели, батарея двигатели постоянного тока, кольцо коллектора двигателя крана, различные типы сварочных аппаратов и так далее.
Щетки, используемые в ранних машинах, обычно изготавливались из многожильного медного провода.. Щетки из медной проволоки высокой твердости царапают гладкий участок коллектора и канавку на нем., следовательно, необходимо часто обрабатывать поверхность коллектора. И по мере износа медных щеток, щеточная пыль и мусор могут застрять между лопастями коллектора, их короткое замыкание и снижение эффективности оборудования. Использование медных щеток, следовательно, это трение металла о металл, большие потери, и высокие затраты на обслуживание.
В то время как угольные щетки, обычно из чистого углерода плюс отвердитель, производительность смазки и хорошая производительность сбора тока, и угольная щетка и металлическое трение, есть потеря. угольная щетка, более равномерный износ, чем у медных щеток, а мягкий нагар на пластине коллектора повреждает намного меньше, генерация искр также меньше, в процессе использования, заменить угольную щетку можно, металл не требует ухода, низкие затраты на техническое обслуживание и удобство.
Следовательно, выяснилось, что в современных роторных двигателях с коллекторами почти исключительно используются угольные щетки., часть которого может быть смешана с медным порошком для улучшения проводимости. Металлические медные щетки до сих пор используются в игрушках или очень маленьких двигателях., а также на некоторых двигателях, которые работают только с перерывами, такие как автомобильные стартеры.
Электродвигатели и генераторы страдают от явления, называемого “реакция якоря”, один эффект которого заключается в изменении идеального положения реверсирования тока через обмотку при изменении нагрузки.. Ранние машины имели щетки, установленные на кольце с ручкой.. Во время операции, положение кольца щетки необходимо было отрегулировать, чтобы отрегулировать реверс, чтобы свести к минимуму искрение от щеток.. Этот процесс был назван “встряхивание кисти”.
С развитием техники, “щетки с высоким сопротивлением” были изобретены, то есть. кисти из смеси медного порошка и углерод. Эти щетки могут автоматизировать процесс коммутации и свести к минимуму искрение от щеток.. Хотя эти щетки описываются как щетки с высоким сопротивлением, точное значение сопротивления этих щеток зависит от размера и функции машины. Кроме того, щетки с высоким сопротивлением сконструированы не так, как щетки, а в виде углеродных блоков с изогнутыми поверхностями, чтобы соответствовать форме коллектора.
Размер угольной щетки с высоким сопротивлением намного шире сегмента изоляции, который она охватывает. (и часто может охватывать два сегмента изоляции на более крупных машинах.). Следовательно, когда участок коллектора проходит под щетками, ток, протекающий к нему, более плавный, чем если бы контакт щетки из чистой меди резко оборвался. Сходным образом, участок, контактирующий со щетками, имеет аналогичный наклон нарастания тока. Таким образом, хотя ток через щетки более-менее постоянный, мгновенный ток через обе части коллектора пропорционален относительной площади контакта со щетками.
Отношение меди к углероду можно варьировать для конкретных целей.. Щетки с более высоким содержанием меди лучше работают при очень низких напряжениях и высоких токах., в то время как щетки с более высоким содержанием углерода лучше работают при высоких напряжениях и низких токах.
Пружины часто используются со щетками для поддержания постоянного контакта с коллектором.. По мере износа щеток и коллектора, пружина неуклонно толкает щетки вниз к коллектору. В конце концов, щетки изнашиваются настолько маленькими и тонкими, что стабильный контакт больше невозможен или больше не надежно удерживается в щеткодержателе, в какой момент щетки нужно заменить.
Гибкие силовые кабели часто подключаются непосредственно к щеткам., а потому, что ток, протекающий через опорные пружины, вызывает нагрев, это может привести к отпуску металла и потере натяжения пружины.
Когда коллекторный двигатель или генератор потребляют больше энергии, чем может провести одна щетка, несколько щеткодержателей установлены параллельно на лицевой стороне очень большого коллектора. Этот параллельный монтаж распределяет ток равномерно по всем щеткам., позволяет удалять неисправные щетки и заменять их новыми, даже если машина продолжает вращаться с полной мощностью и нагрузкой.
Высокая мощность, устройства коммутации сильного тока сегодня не так распространены, потому что конструкция генератора переменного тока менее сложна., позволяет низкий ток, Катушки вращающегося поля высокого напряжения для питания сильноточных катушек статора с фиксированным положением. Это позволяет использовать в конструкции генератора очень маленькие отдельные щетки.. В этом случае, вращающиеся контакты сплошные кольца, называются токосъемными кольцами, которые не переключаются.
Современные устройства, в которых используются угольные щетки, часто не требуют технического обслуживания., не требует регулировки в течение всего срока службы устройства, с использованием паза держателя щетки фиксированного положения и комбинированной пружины щетки кабельная сборка который подходит к слоту. Вытащите изношенные щетки и вставьте новые щетки.
2. Угол контакта щетки
Угол контакта щеток - это то, как щетки контактируют с коллектором.. Различные типы щеток контактируют с коллектором по-разному.. Поскольку твердость медных щеток такая же, как твердость коллектора, ротор не может вращаться назад относительно конца медных щеток без проникновения меди глубоко в коллектор и серьезного повреждения.
Следовательно, полосовые/собранные медные щетки имеют только тангенциальный контакт с коллектором, в то время как медная сетка и проволочные щетки используют угловой контактный угол для контакта их краев через выступы коммутатора, которые могут вращаться только в одном направлении.. Мягкость угольной щетки позволяет ей непосредственно контактировать радиальным концом с коллектором, не повреждая вентилятор., позволяет легко изменить направление вращения ротора без переориентации щеткодержателя для работы в противоположном направлении.
Хотя никогда не переворачивался, двигатели обычных бытовых приборов с фазным ротором, коллекторы и щетки имеют радиальные контактные щетки. В случае реактивных щеткодержателей, угольные щетки могут быть наклонены в направлении, противоположном коллектору, так что коллектор стремится прижаться к углероду для достижения прочного контакта.
3, Коммутационная плоскость
Плоскость коммутации - это точка контакта, где щетки касаются коллектора.. Чтобы провести достаточный ток к коммутатору или от него, площадь контакта щетки не тонкая линия, но прямоугольный патч поперек сечения. Обычно, кисти достаточно широкие, чтобы охватить 2.5 сегменты коммутатора. Это означает, что два соседних сегмента электрически соединены щетками, когда они соприкасаются друг с другом..
