Vad är motorborstar?
1. Motorborste
Motorborste används i motorns kommutator eller släpring, som en glidande kontaktkropp för att exportera införandet av ström. Dess roll är främst att metallfriktion samtidigt som den leder elektricitet, används ofta i en mängd olika AC- och DC-generatorer, synkrona motorer, batteri DC-motorer, kranmotor samlarring, olika typer av svetsmaskiner och så vidare.
De borstar som användes i det tidiga maskineriet är vanligtvis gjorda av flertrådig koppartråd. Borstarna gjorda av koppartråd med hög hårdhet kommer att repa det släta kommutatorstycket och spåra på det, därför, det är nödvändigt att behandla kommutatorytan ofta. Och som kopparborstar slits, borstdamm och skräp kan kila sig mellan kommutatorbladen, kortsluta dem och minska utrustningens effektivitet. Använda kopparborstar, därför, är metall-på-metall-friktion, hög förlust, och höga underhållskostnader.
Medan kolborstar, vanligen gjord av rent kol plus stelningsmedel, smörjprestanda och bra strömupptagningsförmåga, och kolborste och metallfriktion, det finns förlust är kolborste, jämnare slitage än kopparborstar, och mjukt kol på kommutatorbladets skador är mycket mindre, genereringen av gnistor är också mindre, under användning, byt ut kolborsten kan vara, metall kräver inget underhåll, låga underhållskostnader och bekvämt.
Därför, det har utvecklats att moderna rotationsmotorer med kommutatorer nästan uteslutande använder kolborstar, varav en del kan blandas med kopparpulver för att förbättra konduktiviteten. Metallkopparborstar används fortfarande i leksaker eller mycket små motorer, samt på vissa motorer som bara går periodvis, såsom startmotorer för bilar.
Elmotorer och generatorer lider av ett fenomen som kallas “ankarreaktion”, en effekt av detta är att ändra den ideala positionen för strömomkastningen genom lindningen när belastningen ändras. Tidiga maskiner hade borstar monterade på en ring med ett handtag. Under operationen, läget för borstringen behövde justeras för att justera omkastningen för att minimera gnistor från borstarna. Denna process kallades “skaka borsten”.
Med teknikens utveckling, “borstar med hög motståndskraft” uppfanns, dvs. borstar gjorda av en blandning av kopparpulver och kol. Dessa borstar kan automatisera kommuteringsprocessen och minimera gnistor från borstarna. Även om dessa borstar beskrivs som borstar med hög motståndskraft, det exakta värdet på motståndet hos dessa borstar beror på maskinens storlek och funktion. Dessutom, högmotståndsborstar är inte konstruerade som borstar, men i form av kolblock med böjda ytor för att matcha kommutatorns form.
Storleken på en kolborste med hög motståndskraft är mycket bredare än isoleringssegmentet den sträcker sig över (och kan ofta sträcka sig över två isoleringssegment på större maskiner). Därför, när kommutatorsegmentet passerar under borstarna, strömmen som flyter till den är jämnare än om den rena kopparborstens kontakt skulle brytas abrupt. Liknande, sektionen i kontakt med borstarna har en liknande lutningsökning i ström. Således, även om strömmen genom borstarna är mer eller mindre konstant, den momentana strömmen genom båda kommutatordelarna är proportionell mot den relativa arean i kontakt med borstarna.
Förhållandet mellan koppar och kol kan varieras för specifika ändamål. Borstar med högre kopparinnehåll presterar bättre vid mycket låga spänningar och höga strömmar, medan borstar med högre kolhalt presterar bättre vid höga spänningar och låga strömmar.
Fjädrar används ofta med borstar för att upprätthålla konstant kontakt med kommutatorn. När borstarna och kommutatorn slits, fjädern trycker stadigt ner borstarna mot kommutatorn. Så småningom, borstarna slits tillräckligt små och tunna så att stabil kontakt inte längre är möjlig eller inte längre säkert hålls fast i borsthållaren, då behöver borstarna bytas ut.
Flexibla strömkablar kopplas ofta direkt till borstarna, men eftersom strömmen som flyter genom stödfjädrarna orsakar värme, detta kan leda till metallhärdning och förlust av fjäderspänning.
När en kommutatormotor eller generator använder mer ström än en enskild borste kan leda, flera borsthållarenheter är monterade parallellt på framsidan av den mycket stora kommutatorn. Denna parallella montering fördelar strömmen jämnt över alla borstar, tillåter borttagning av dåliga borstar och byte ut mot nya även om maskinen fortsätter att rotera med full effekt och belastning.
Hög effekt, Högströmskommuteringsanordningar är inte lika vanliga idag eftersom generatorkonstruktioner är mindre komplexa, tillåter låg ström, högspänningsroterande fältspolar för att driva högströms statorspolar i fast position. Detta möjliggör användning av mycket små individuella borstar i generatorns design. I det här fallet, de roterande kontakterna är kontinuerliga ringar, kallas släpringar, som inte byter.
Moderna enheter som använder kolborstar är ofta designade för att vara underhållsfria, kräver ingen justering under hela enhetens livslängd, med ett fast läge för borsthållaren och en kombinerad borstfjäder kabelmontering som passar in i skåran. Dra ut slitna borstar och sätt i nya borstar.
2. Borstens kontaktvinkel
Borstkontaktvinkeln är hur borstarna kommer i kontakt med kommutatorn. Olika borsttyper kommer i kontakt med kommutatorn på olika sätt. Eftersom hårdheten på kopparborstar är densamma som hårdheten på kommutatorn, rotorn kan inte rotera bakåt mot änden av kopparborstarna utan att kopparn tränger djupt in i kommutatorn och orsakar allvarlig skada.
Därför, de remsor/staplade kopparborstarna kommer endast i tangentiell kontakt med kommutatorn, medan kopparnätet och stålborstarna använder en vinklad kontaktvinkel för att komma i kontakt med sina kanter genom kommutatorflikarna som bara kan rotera i en riktning. Kolborstens mjukhet gör att den kan få direkt radiell ändkontakt med kommutatorn utan att skada fläkten, möjliggör enkel omkastning av rotorriktningen utan att omorientera borsthållaren så att den går i motsatt riktning.
Fast aldrig omvänt, vanliga apparatmotorer som använder lindade rotorer, kommutatorer och borstar har radiella kontaktborstar. Vid reaktiva borsthållare, kolborstarna kan lutas i motsatt riktning från kommutatorn så att kommutatorn tenderar att trycka mot kolet för att uppnå fast kontakt.
3, Kommuteringsplan
Kommuteringsplanet är kontaktpunkten där borstarna vidrör kommutatorn. För att leda tillräckligt med ström till eller från kommutatorn, borstens kontaktyta är inte en tunn linje, men en rektangulär fläck tvärs över sektionen. Typiskt, borstarna är breda nog att spänna 2.5 kommutatorsegment. Detta innebär att två intilliggande segment är elektriskt sammankopplade av borstarna när de kommer i kontakt med varandra.
