Щетка (электрическая)

редактировать
Пара угольных щеток

A щетка или угольная щетка - это электрический контакт, который проводит ток между неподвижными проводами и движущимися частями, чаще всего во вращающемся валу. Типичные области применения включают электродвигатели, генераторы и электрические генераторы. Срок службы угольной щетки зависит от мощности двигателя и мощности, передаваемой через двигатель.

Содержание

  • 1 Этимология
  • 2 Производственный процесс
    • 2.1 Смешивание компонентов
    • 2.2 Уплотнение смеси
    • 2.3 Обжиг зеленых щеток
    • 2.4 Дополнительные операции
  • 3 Жидкометаллические щетки
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки

Этимология

Для некоторых типов электрических Чтобы двигатели или генераторы работали, катушки ротора должны быть подключены, чтобы замкнуть электрическую цепь. Первоначально это было достигнуто путем прикрепления медного или латунного коммутатора или 'контактного кольца к валу с пружина прижимает оплетку медный провод «задевает» кольца, по которым проходит ток. Такие щетки обеспечивали плохую коммутацию при перемещении от одного сегмента коммутатора к другому. Лечением стало введение «щеток с высоким сопротивлением, сделанных из графита (иногда с добавлением меди). Хотя сопротивление было порядка десятков миллиомов, оно было достаточно высоким, чтобы обеспечить постепенный переход тока от одного сегмента коммутатора к другому. Термин «щетка» остается в употреблении. Поскольку щетки изнашиваются, их можно заменить в изделиях, предназначенных для обслуживания.

Щетки из металлического волокна в настоящее время разрабатываются. Они могут иметь преимущества по сравнению с существующими технологиями щеток, но пока еще не получили широкого распространения.

Производственный процесс

Смешивание компонентов

Точный состав кисти зависит от области применения. Обычно используется графит / угольный порошок. Медь используется для лучшей проводимости (редко для приложений переменного тока). Чтобы максимизировать электрическую проводимость и прочность в сыром виде, используется высокодендритный (электролитический) медный порошок. Связующие, чаще всего фенол или другие смолы или пек, смешиваются таким образом, чтобы порошок сохранял свою форму при уплотнении. Другие добавки включают металлические порошки и твердые смазочные материалы, такие как MoS 2, WS 2. Чтобы определить состав смеси для каждого вида применения или двигателя, необходимо много ноу-хау и исследований.

Уплотнение смеси

Щеточная масса уплотняется в инструменте, состоящем из верхнего и нижнего пуансона и матрицы, на механических или гидравлических прессах. На этом этапе, в зависимости от дальнейшей обработки, медная проволока (называемая шунтирующей проволокой) может быть автоматически вставлена ​​через отверстие в верхнем пуансоне и зафиксирована в прессованном щеточном блоке с помощью порошка, вдавливаемого вокруг. Эта операция, называемая «утрамбовкой», обычно выполняется с использованием порошка электролитической меди, возможно с серебряным покрытием для некоторых высокопроизводительных приложений. После этого процесса кисть все еще остается очень хрупкой и на профессиональном жаргоне называется «зеленая кисть».

Обжиг зеленых щеток

Затем следует термическая обработка «зеленых щеток» в искусственной атмосфере (обычно водород и азот ). Диапазон температур до 1200 ° C. Этот процесс называется спеканием или обжигом. Во время спекания связующие либо выгорают, либо карбонизируются и образуют кристаллическую структуру между углеродом, медью и другими добавками. После запекания следует графитизация (термическая обработка). Термическая обработка преобразуется с помощью температурной кривой, точно определенной для каждой смеси материалов. Помимо состава смеси, используемая температурная кривая является вторым большим секретом каждого производителя щеток. После термообработки структура кисти модифицируется таким образом, что копирование кисти становится практически невозможным для конкурирующих компаний.

Дополнительные операции

Спекание приводит к усадке и изгибу щеток. Они должны быть отшлифованы до чистой формы. Некоторые компании используют дополнительную обработку, чтобы сделать щетку более долговечной, с помощью таких методов, как пропитка рабочей поверхности специальными маслами, смолами и смазками.

Производство угольных щеток требует глубоких знаний материалов и опыта в составе смесей. Очень небольшие изменения содержимого кисти всего на несколько процентов компонентов по весу могут значительно изменить свойства кистей в их приложениях. В мире существует всего несколько компаний по разработке кистей, которые в основном специализируются на определенных типах кистей.

Угольные щетки - одна из наименее дорогих деталей электродвигателя. С другой стороны, они обычно являются ключевой частью, обеспечивающей долговечность («срок службы») и производительность двигателя, в котором они используются. Их производство требует очень высокого внимания к контролю качества и контролю производственного процесса на всех этапах производства. производственный процесс.

Щетки из жидкого металла

Время от времени исследуются возможности использования жидких металлов для создания контактов. Недостатки этого подхода включают необходимость удерживать жидкий металл (поскольку он обычно токсичен или вызывает коррозию) и потери мощности из-за индукции и турбулентности.

См. Также

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-13 14:46:03
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте