Motordaki karbon fırça nedir?

Karbon fırça, motorda temel olarak grafit, metal tozu ve bağlayıcıdan yapılmış önemli bir bileşendir, bloklu yapıdadır. Komütatör veya kolektör halkası ile yakın temas yoluyla motorun çalışmasında vazgeçilmez bir rol oynar. Motorun kararlı çalışmasını sağlamak için akım iletimi ve komütasyon işlevi elde etmek.

Karbon fırçanın görünümü ve temel bileşimi

Görünüm ve biçim

Karbon fırçanın görünümü genellikle blok bir nesnedir ve şekli çoğunlukla küboid veya küp şeklindedir. Boyutu motorun türüne ve gücüne bağlı olarak değişir. Genel olarak, küçük bir motorun karbon fırçası yalnızca birkaç santimetre uzunluğunda olabilir. Büyük motorlar tarafından kullanılan karbon fırça nispeten büyük olacaktır, uzunluğu on santimetreye veya daha uzun olabilir. Ayrıca daha geniş ve daha kalındır. Karbon fırçanın iki ucu genellikle düzdür. Bu, akımın istikrarlı bir şekilde iletilmesini sağlamak için motordaki komütatör veya kolektör halkasıyla daha iyi temas etmek içindir. Köşe kısmında, bazı karbon fırçalar yuvarlak işlem yapacaktır. Motorun çalışması sırasında diğer parçaların aşınmasını azaltabilir.

Karbon fırça malzemesi bileşimi

Karbon fırça temel olarak şunlardan oluşur grafit, metal tozu ve bağlayıcı. Grafit, iyi elektrik iletkenliğine ve kendi kendini yağlamaya sahip olan karbon fırçanın ana bileşenidir. Bu kendi kendini yağlama özelliği, karbon fırçanın motor içindeki dönen parçalarla temas ettiğinde sürtünmeyi ve aşınmayı azaltmasını sağlar. Karbon fırçanın elektrik iletkenliğini ve aşınma direncini artırmak için metal tozları ekler. Bağlayıcının rolü, grafit ve metal tozunu sıkıca bir araya getirmektir. Böylece karbon fırça, motorun çalışması sırasında merkezkaç kuvveti ve sürtünme kuvveti gibi dış kuvvetler nedeniyle parçalanmayacaktır. Ve karbon fırçanın yapısal bütünlüğünü sağlamak.

 Karbon fırçanın motordaki konumu ve işlevi

Kurulum konumu

Karbon fırça, motorun fırça tutucusuna monte edilir. Ve fırça tutucu genellikle motorun stator kısmına sabitlenir. Konum olarak, karbon fırça motorun komütatörüne (DC motorlar için) veya kolektör halkasına (AC motorlar için) yakındır. Ayrıca, fırça tutucunun yay tertibatı sayesinde karbon fırçaya belirli bir basınç uygulayabilirsiniz. Böylece komütatör veya kolektör halkasının yüzeyine sıkıca tutturulabilir. Bu sıkı geçme durumu, motorun normal çalışmasını sağlamanın anahtarıdır.

Akım iletim etkisi

Karbon fırçaların en temel rolü akımı iletmektir. Motor çalışırken, harici güç kaynağından gelen akım tel üzerinden karbon fırçaya iletilir. Daha sonra elektriği motorun armatür sargısına (DC motorlarda) veya rotor sargısına (AC motorlarda) iletir.

Karbon fırça fonksiyonu

Akım iletmenin yanı sıra, karbon fırçaların motorda başka önemli işlevleri de vardır. DC motorda, karbon fırça ve komütatör, komütasyon işlevini gerçekleştirmek için işbirliği yapar. Karbon fırça, armatür sargısındaki akımın yönünü değiştirecektir. Böylece armatür sargısı tarafından alınan elektromanyetik kuvvetin yönü değişmeden kalır. Böylece motorun dengeli bir şekilde dönmeye devam edebilmesi sağlanır.

AC motorda, karbon fırçanın işlevi esas olarak akımın rotor sargısına istikrarlı bir şekilde girebilmesini sağlamak, manyetik alan ile rotor arasındaki etkili etkileşimi sürdürmektir. Ve motorun normal çalışmasını sağlamaktır.

Karbon fırça çeşitleri

Karbon fırçalar farklı kriterlere göre sınıflandırılabilir.

Malzeme bileşimi sınıflandırmasına göre grafit karbon fırça, metal grafit karbon fırça ve elektrokimyasal grafit karbon fırça vardır. Grafit karbon fırça ile doğal grafit Ana hammadde olarak, kendi kendini yağlaması iyidir. Küçük fan motoru gibi bazı akım gereksinimleri yüksek olmayan, düşük hızlı motorlar için uygundur. Metal grafit karbon fırça daha fazla metal bileşen, güçlü akım taşıma yeteneği içerir. Genellikle büyük endüstriyel DC motor gibi yüksek akımlı, düşük hızlı motorlarda kullanabilirsiniz. Elektrokimyasal grafit karbon fırça sentetiktir, kapsamlı performansı daha iyidir. Ve genel endüstriyel motorlarda yaygın olarak kullanabilirsiniz.

Uygulama motorunun türüne göre DC motor karbon fırçası ve AC motor karbon fırçası vardır. DC motor karbon fırçanın iyi bir komütasyon performansına sahip olması gerekir. AC motor karbon fırçası, kararlı akım iletimine ve kolektör halkası ile iyi temasa daha fazla önem verirken.

Ayrıca, farklı çalışma ortamlarına göre, yüksek sıcaklığa dayanıklı karbon fırça, neme dayanıklı karbon fırça ve toz geçirmez karbon fırça olarak da ayrılabilir. Yüksek sıcaklığa dayanıklı karbon fırça, yüksek sıcaklık ortamında normal şekilde çalışabilir. Neme dayanıklı karbon fırça, yüksek nemli ortamlar için uygundur. Ve toz geçirmez karbon fırça, daha tozlu bir ortamda motorun normal çalışmasını sağlayabilir.

Karbon fırçanın çalışma prensibi

Komütasyon prensibi

DC motorlarda, komütasyon prensibi karbon fırçanın çalışmasının önemli bir parçasıdır. Motor armatürü döndüğünde, motorun sürekli dönmesini sağlamak için armatür sargısındaki akımın yönünün sürekli olarak değiştirilmesi gerekir. Karbon fırça ve komütatör kombinasyonu bu işlemi gerçekleştirir. Komütatör, çok sayıda yalıtılmış komütatörden oluşur. Armatür döndükçe, karbon fırça sırayla farklı komütatörlere temas eder. Karbon fırça bir komütatörden başka bir komütatöre kaydığında, armatür sargısındaki akımın yönünü değiştirecektir.

Elektromanyetik indüksiyon ve enerji dönüşümü

Akım, karbon fırça aracılığıyla armatür sargısına (veya rotor sargısına) girdiğinde, manyetik alanın etkisi altında sargıda elektromanyetik kuvvet üretilecektir. Ve bu elektromanyetik kuvvet motorun rotorunun dönmesini sağlayacaktır. Böylece elektrik enerjisinin mekanik enerjiye dönüşümü sağlanır. Aynı zamanda, motor dönme işlemi sırasında, armatür sargısı (veya rotor sargısı) manyetik alan çizgisini kesecektir. Ve elektromanyetik indüksiyon yasasına göre, indüklenen elektromotor kuvvet üretilecektir. Bu indüklenen elektromotor kuvvetin yönü, uygulanan besleme geriliminin yönünün tersidir. Ve buna geri elektromotor kuvveti denir. Geri elektromotor kuvveti, tam bir enerji dönüşümü ve aktarım sürecini tamamlamak için karbon fırça aracılığıyla güç kaynağına geri beslenir.

Karbon fırça özellikleri

Karbon fırçalar, temas basıncı düşüşü, sürtünme katsayısı, aşınma oranı ve akım yoğunluğu dahil olmak üzere çeşitli temel performans göstergelerine sahiptir.

Kontak gerilimi düşüşü, karbon fırça ile komütatör (veya kolektör halkası) arasındaki kontak direncini yansıtır. Ve kontak gerilimi düşüşü ne kadar küçük olursa. Akım iletimi sırasında enerji kaybı o kadar az olur ve motorun verimliliği o kadar yüksek olur.

Sürtünme katsayısı, karbon fırçanın aşınmasını ve motorun çalışma direncini doğrudan etkiler. Ve daha düşük sürtünme katsayısı karbon fırçanın aşınmasını azaltabilir, hizmet ömrünü uzatabilir. Ayrıca motorun enerji tüketimini ve ısınmasını da azaltır.

Aşınma oranı, karbon fırçanın hizmet ömrünü ölçmek için önemli bir göstergedir. Ve düşük aşınma oranına sahip karbon fırça uzun süre iyi performans sağlayabilir. Motorun bakım maliyetini ve arıza süresini azaltır.

Akım yoğunluğu, karbon fırçanın birim alan başına dayanabileceği akım boyutunu temsil eder. Yüksek akımlı motorlarda, kararlı bir şekilde çalışabilmesini sağlamak için daha yüksek akım yoğunluğuna sahip bir karbon fırça seçmek gerekir.

Karbon fırçaların performans avantajları

Karbon fırçaların birçok performans avantajı vardır. Her şeyden önce, iyi elektrik iletkenliği motorun enerji kaybını etkili bir şekilde azaltabilir ve motorun çalışma verimliliğini artırabilir. İkinci olarak, karbon fırçanın kendinden yağlama özelliği, komütatör (veya kolektör halkası) ile arasındaki sürtünmeyi ve aşınmayı azaltabilir. Sadece kendi hizmet ömrünü uzatmakla kalmaz, aynı zamanda komütatördeki (veya kolektör halkasındaki) hasarı da azaltır.

Ayrıca, karbon fırça yüksek mekanik mukavemete ve stabiliteye sahiptir. Ve motor tarafından yüksek hızda üretilen santrifüj kuvvetine ve titreşime uyum sağlayabilir. Motorun farklı çalışma koşulları altında güvenilir bir şekilde çalışabilmesini sağlamak için karmaşık koşullar altında çeşitli gerilimlerin yanı sıra. Ek olarak, karbon fırça komütatörün (veya kolektör halkasının) yüzeyine güçlü bir şekilde uyarlanabilir. Temas parçaları arasındaki uyumu belirli bir dereceye kadar otomatik olarak ayarlayabilir. Elektrik kontağının stabilitesini sağlar. Ve ateşleme ve ısınma gibi zayıf temastan kaynaklanan arızaları azaltır.

Karbon fırçaların yaygın arızaları ve bakımı

Yaygın Arıza türleri

Aşırı aşınma: Karbon fırçanın uzunluğu önemli ölçüde kısalır, bu da komütatör (veya kolektör halkası) ile zayıf temasa neden olur. Motor performansını düşürür ve ciddi durumlarda çalışmayı başlatamaz veya keser.

Kıvılcım fenomeni: karbon fırçanın temas kısmı ve komütatör (veya kolektör halkası) kıvılcım çıkarır. Bu, karbon fırçanın aşınmasını hızlandırır, motorun stabilitesini ve verimliliğini etkiler. Ve hatta kısa devreye yol açabilir.

Zayıf temas: Karbon fırça yayının yetersiz basıncı, gevşek fırça kavraması veya yağ ve oksit tabakası komütatörün (veya kolektör halkasının) yüzeyinde, akım iletimi engellenir. Motor hızı dengesizdir ve ısınma derecesini artırır.

Bakım önlemleri

Karbon fırçanın aşınmasını düzenli olarak kontrol edin, 1/3-1/2 orijinal uzunluğa kadar aşındığında zamanında değiştirin. Doğru kurulumu sağlamak için ürünün aynı modelini ve özelliklerini seçin.

Karbon fırça ve komütatör (veya kolektör halkası) yüzeyini temiz tutun. Yağ, toz ve kirleri düzenli olarak temizleyin, oksit tabakasını hafifçe parlatmak için zımpara kağıdı veya özel aletler kullanılabilir.

Karbon fırça yayının basıncını ve esnekliğini kontrol edin, konumunu ayarlayın veya yetersizse yayı değiştirin. Ve karbon fırçanın kaymasını ve sallanmasını önlemek için fırça tutamağını sıkın.

Sonuç

Motor teknolojisinin sürekli gelişmesiyle birlikte, karbon fırçanın performans gereksinimleri daha da artacaktır. Karbon fırçanın gelecekteki araştırma yönü, elektrik iletkenliğini daha da iyileştirmek, aşınma oranını azaltmak, komütasyon performansını optimize etmek ve çevresel uyarlanabilirliği artırmak olacaktır. Böylece motorun performans ihtiyaçları daha iyi karşılanacaktır.