모터의 카본 브러시란 무엇인가요?

카본 브러시는 주로 흑연, 금속 분말 및 바인더로 만들어진 모터의 핵심 구성 요소로 블록 구조입니다. 정류자 또는 컬렉터 링과의 밀접한 접촉을 통해 모터 작동에 없어서는 안 될 역할을 합니다. 전류 전도 및 정류 기능을 달성하여 모터의 안정적인 작동을 보장합니다.

카본 브러시의 외형 및 기본 구성

모양과 형태

카본 브러시의 모양은 일반적으로 블록 물체이며 모양은 대부분 직육면체 또는 정육면체입니다. 크기는 모터의 종류와 출력에 따라 다릅니다. 일반적으로 소형 모터의 카본 브러시는 길이가 몇 센티미터에 불과할 수 있습니다. 대형 모터에 사용되는 카본 브러시는 상대적으로 크며 길이가 10센티미터 이상에 달할 수 있습니다. 그리고 더 넓고 두껍습니다. 카본 브러시의 양쪽 끝은 일반적으로 평평합니다. 이는 모터의 정류자 또는 컬렉터 링과 더 잘 접촉하여 전류의 안정적인 전도를 보장하기 위한 것입니다. 모서리 부분에서는 일부 카본 브러시가 둥글게 처리됩니다. 모터 작동 중 다른 부품의 마모를 줄일 수 있습니다.

카본 브러시 소재 구성

카본 브러시는 주로 다음과 같이 구성됩니다. 흑연, 금속 분말 및 바인더. 흑연은 카본 브러시의 주성분으로 전기 전도성과 자체 윤활성이 우수합니다. 이러한 자체 윤활성 덕분에 카본 브러시가 모터 내부의 회전 부품과 접촉할 때 마찰과 마모를 줄일 수 있습니다. 금속 분말을 첨가하여 카본 브러시의 전기 전도성과 내마모성을 향상시킵니다. 바인더의 역할은 흑연과 금속 분말을 단단히 결합하는 것입니다. 원심력과 마찰력 등의 외부 힘으로 인해 모터 작동 중에 카본 브러시가 분해되지 않도록 합니다. 그리고 카본 브러시의 구조적 무결성을 보장합니다.

 모터 내 카본 브러시의 위치 및 기능

설치 위치

카본 브러시는 모터의 브러시 홀더에 설치됩니다. 그리고 브러시 홀더는 일반적으로 모터의 고정자 부분에 고정됩니다. 위치에서 카본 브러시는 모터의 정류자(DC 모터의 경우) 또는 컬렉터 링(AC 모터의 경우) 근처에 있습니다. 또한 브러시 홀더의 스프링 장치를 통해 카본 브러시에 일정한 압력을 가할 수 있습니다. 따라서 정류자 또는 컬렉터 링의 표면에 단단히 부착할 수 있습니다. 이 밀착 상태는 모터의 정상적인 작동을 보장하는 열쇠입니다.

전류 전도 효과

카본 브러시의 가장 기본적인 역할은 전류를 전도하는 것입니다. 모터가 작동 중일 때 외부 전원 공급 장치의 전류가 전선을 통해 카본 브러시로 전달됩니다. 그런 다음 모터의 전기자 권선(DC 모터의 경우) 또는 회전자 권선(AC 모터의 경우)으로 전기가 전달됩니다.

카본 브러시 기능

카본 브러시는 전류를 전도하는 것 외에도 모터에서 다른 중요한 기능을 합니다. DC 모터에서, 카본 브러시 와 정류자가 협력하여 정류 기능을 달성합니다. 카본 브러시는 전기자 권선의 전류 방향을 변경합니다. 따라서 전기자 권선이 받는 전자기력의 방향은 변하지 않습니다. 모터가 안정적으로 계속 회전할 수 있도록 합니다.

AC 모터에서 카본 브러시의 기능은 주로 전류가 로터 권선에 안정적으로 입력되고 자기장과 로터 간의 효과적인 상호 작용을 유지할 수 있도록하는 것입니다. 그리고 모터의 정상적인 작동을 보장합니다.

카본 브러시의 종류

카본 브러시는 다양한 기준에 따라 분류할 수 있습니다.

재료 구성 분류에 따라 흑연 카본 브러시, 금속 흑연 카본 브러시 및 전기 화학적 흑연 카본 브러시가 있습니다. 흑연 카본 브러시 천연 흑연 를 주원료로 하여 자체 윤활성이 좋습니다. 소형 팬 모터와 같은 일부 전류 요구 사항이 높지 않은 저속 모터에 적합합니다. 금속 흑연 카본 브러시에는 더 많은 금속 성분, 강력한 전류 전달 능력이 포함되어 있습니다. 대형 산업용 DC 모터와 같은 고전류, 저속 모터에 자주 사용할 수 있습니다. 전기 화학 흑연 카본 브러시는 합성이며 포괄적 인 성능이 더 좋습니다. 그리고 일반 산업용 모터에 널리 사용할 수 있습니다.

애플리케이션 모터의 종류에 따라 DC 모터 카본 브러시와 AC 모터 카본 브러시가 있습니다. DC 모터 카본 브러시는 정류 성능이 우수해야 합니다. AC 모터 카본 브러시는 안정적인 전류 전달과 컬렉터 링과의 양호한 접촉에 더 많은 주의를 기울입니다.

또한 다양한 작업 환경에 따라 고온 내성 카본 브러시, 내 습성 카본 브러시 및 방진 카본 브러시로 나눌 수도 있습니다. 고온 내성 카본 브러시는 고온 환경에서 정상적으로 작동할 수 있습니다. 내습성 카본 브러시는 습도가 높은 환경에 적합합니다. 그리고 방진 카본 브러시는 먼지가 많은 환경에서 모터의 정상적인 작동을 보장 할 수 있습니다.

카본 브러시의 작동 원리

정류 원리

DC 모터에서 정류 원리는 카본 브러시 작동의 핵심적인 부분입니다. 모터 전기자가 회전할 때 모터의 지속적인 회전을 보장하기 위해 전기자 권선의 전류 방향을 지속적으로 변경해야 합니다. 카본 브러시와 정류자의 조합이 이 과정을 달성합니다. 정류자는 복수의 절연 정류자로 구성됩니다. 전기자가 회전하면 카본 브러시가 차례로 다른 정류자에 닿습니다. 카본 브러시가 한 정류자에서 다른 정류자로 미끄러지면 전기자 권선의 전류 방향이 바뀝니다.

전자기 유도 및 에너지 변환

전류가 카본 브러시를 통해 전기자 권선(또는 로터 권선)에 들어가면 자기장의 작용으로 권선에 전자기력이 생성됩니다. 그리고 이 전자기력이 모터의 로터를 회전시키게 됩니다. 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하기 위해. 동시에 모터 회전 과정에서 전기자 권선(또는 로터 권선)이 자기장 선을 절단합니다. 그리고 전자기 유도 법칙에 따라 유도 기전력이 생성됩니다. 이 유도 기전력의 방향은 인가된 공급 전압의 방향과 반대입니다. 이를 역기전력이라고 합니다. 이 역기전력은 카본 브러시를 통해 전원 공급 장치로 다시 공급되어 완전한 에너지 변환 및 전달 과정을 완료합니다.

카본 브러시 사양

카본 브러시에는 접촉 압력 강하, 마찰 계수, 마모율, 전류 밀도 등 몇 가지 주요 성능 지표가 있습니다.

접촉 전압 강하는 카본 브러시와 정류자(또는 컬렉터 링) 사이의 접촉 저항을 반영합니다. 그리고 접촉 전압 강하가 작을수록. 전류 전송 중 에너지 손실이 작을수록 모터의 효율이 높아집니다.

마찰 계수는 카본 브러시의 마모와 모터의 작동 저항에 직접적인 영향을 미칩니다. 마찰 계수가 낮을수록 카본 브러시의 마모를 줄이고 수명을 연장할 수 있습니다. 또한 모터의 에너지 소비와 발열을 줄일 수 있습니다.

마모율은 카본 브러시의 수명을 측정하는 중요한 지표입니다. 마모율이 낮은 카본 브러시는 오랫동안 좋은 성능을 유지할 수 있습니다. 모터의 유지보수 비용과 가동 중단 시간을 줄일 수 있습니다.

전류 밀도는 카본 브러시가 단위 면적당 견딜 수 있는 전류 크기를 나타냅니다. 고전류 모터의 경우 안정적으로 작동할 수 있도록 전류 밀도가 높은 카본 브러시를 선택해야 합니다.

카본 브러시의 성능 이점

카본 브러시에는 많은 성능상의 이점이 있습니다. 우선, 전기 전도성이 우수하여 모터의 에너지 손실을 효과적으로 줄이고 모터의 작동 효율을 향상시킬 수 있습니다. 둘째, 카본 브러시의 자체 윤활성은 브러시와 정류자(또는 컬렉터 링) 사이의 마찰과 마모를 줄일 수 있습니다. 이는 자체 서비스 수명을 연장할 뿐만 아니라 정류자(또는 컬렉터 링)의 손상을 줄여줍니다.

또한 카본 브러시는 기계적 강도와 안정성이 높습니다. 그리고 고속으로 모터에서 발생하는 원심력과 진동에 적응할 수 있습니다. 복잡한 조건에서 다양한 스트레스뿐만 아니라 다양한 작업 조건에서 모터가 안정적으로 작동 할 수 있도록 보장합니다. 또한 카본 브러시는 정류자(또는 컬렉터 링) 표면에 대한 적응력이 뛰어납니다. 접촉 부품 사이의 밀착도를 어느 정도 자동으로 조정할 수 있습니다. 전기 접촉의 안정성을 보장합니다. 그리고 점화 및 가열과 같은 접촉 불량으로 인한 고장을 줄입니다.

카본 브러시의 일반적인 결함 및 유지 관리

일반적인 결함 유형

과도한 마모: 카본 브러시의 길이가 현저히 짧아져 정류자(또는 컬렉터 링)와의 접촉이 제대로 이루어지지 않습니다. 모터 성능이 저하되고 심각한 경우 작동이 시작되지 않거나 중단될 수 있습니다.

스파크 현상: 카본 브러시와 정류자(또는 컬렉터 링)의 접촉 부분이 반짝이는 현상입니다. 이는 카본 브러시의 마모를 가속화하고 모터의 안정성과 효율성에 영향을 미칩니다. 심지어 단락으로 이어질 수도 있습니다.

접촉 불량: 카본 브러시 스프링의 압력이 충분하지 않거나 브러시 그립이 느슨하거나 오일 및 산화물 층 정류자(또는 컬렉터 링) 표면에서 전류 전송이 차단됩니다. 모터 속도가 불안정하고 가열 정도가 증가합니다.

유지 관리 조치

카본 브러시의 마모 상태를 정기적으로 점검하고 원래 길이인 1/3-1/2까지 마모되면 제때 교체하세요. 그리고 올바른 설치를 위해 동일한 모델과 사양의 제품을 선택하세요.

카본 브러시와 정류자(또는 컬렉터 링)의 표면을 깨끗하게 유지하세요. 정기적으로 기름, 먼지, 불순물을 닦아내고 사포나 특수 도구를 사용하여 산화물 층을 가볍게 닦아주세요.

카본 브러시 스프링의 압력과 탄력을 점검하고 위치를 조정하거나 부족하면 스프링을 교체하세요. 그리고 카본 브러시가 움직이거나 흔들리지 않도록 브러시 그립을 단단히 조여 주세요.

결론

모터 기술의 지속적인 발전으로 카본 브러시의 성능 요구 사항은 점점 더 높아질 것입니다. 그리고 카본 브러시의 향후 연구 방향은 전기 전도도를 더욱 향상시키고 마모율을 줄이며 정류 성능을 최적화하고 환경 적응성을 향상시키는 것입니다. 모터의 성능 요구 사항을 더 잘 충족하기 위해.