600007 г. Владимир, ул. 16 лет Октября, д. 68А, литер "Ф", этаж 2, помещение 12
+7 (4922) 53-10-31
info@skb-proton.ru

часто задаваемые вопросы: Как можно свести к минимуму износ щеток в двигателях постоянного тока?

Преобразователи частоты

Щеточные двигатели постоянного тока обеспечивают высокую скорость и крутящий момент, просты в эксплуатации и, как правило, недороги. Но одной из характеристик, которая часто рассматривается как недостаток, является износ щеток, который может потребовать частого технического обслуживания и простоя, а в крайних случаях может привести к отказу двигателя.

Щеточные двигатели постоянного тока коммутируются механически, с помощью коммутатора и щеток, которые прикреплены к якорю двигателя (ротору). Щетки подключены к источнику питания, а коммутатор состоит из отдельных сегментов, которые присоединены к различным обмоткам ротора. При вращении двигателя щетки контактируют с различными сегментами коллектора, который подает питание на обмотки в определенной последовательности. Это создает динамическое магнитное поле, которое позволяет ротору непрерывно вращаться, поскольку его полюса притягиваются к противоположным полюсам статора.

Механическое трение между щетками и коллектором вместе с электрической эрозией неизбежно приведет к износу щеток. Но хотя щетки действительно требуют периодической замены, существуют способы продлить срок их службы и снизить требования к техническому обслуживанию.

Большинство производителей относят щетки к одному из пяти типов: углеродные, углерод-графитовые, графитовые, электрографитные и металл-графитовые. Традиционно щетки изготавливались из углеродного графита, но новые материалы обладают улучшенными электрическими характеристиками, которые могут продлить срок службы щетки. Например, электрографитовые щетки имеют меньшее сопротивление и могут выдерживать более высокие температуры, чем углеграфитовые. Металл-графитовые щетки имеют низкое падение напряжения, что делает их пригодными для применения при низком напряжении. Но при более низких скоростях графитовые щетки по-прежнему являются дорогостоящей альтернативой более новым вариантам.

В дополнение к материалу щеток, выбор марки щетки играет важную роль в сроке службы щетки. Класс щетки указывает на механические и электрические характеристики щетки, такие как плотность тока, твердость и максимальное давление. Если марка щетки не соответствует условиям нанесения, вероятно, произойдет ускоренный износ щетки.

В щеточных двигателях постоянного тока на коллекторе образуется защитная поверхностная пленка из оксида меди и графита. Эта пленка образуется в результате взаимодействия угольной пыли со щеток, меди из коллектора и влажности. (Для работы на большой высоте требуются специальные щетки, которые выдерживают низкую влажность или которые покрыты другими материалами для компенсации низкой влажности.) Марка щетки влияет на образование этой защитной пленки на поверхности, которая, в свою очередь, помогает избежать образования дуги и разрушительного искрения.

Пружины помогают поддерживать надлежащий контакт между щетками и коллектором, и важно, чтобы все щетки имели одинаковое давление пружины для поддержания хорошего распределения тока. Но по мере износа пружин контакт уменьшается, и распределение тока между щетками может стать неравномерным. Поэтому важно периодически проверять натяжение пружины с помощью силомера.

В качестве альтернативы, каждая щетка может быть установлена в картридж с пружиной кручения, которая ограничивает перемещение щетки и обеспечивает поддержание надлежащего усилия между щеткой и коллектором. Но даже при установке картриджа все равно важно убедиться, что картридж и щетка установлены правильно. В любом случае при монтаже, если контакт между коллектором и щетками не поддерживается, может возникнуть искрение.

Частицы из щеток и коллектора помогают создать защитную пленку, но слишком большое количество частиц, будь то из окружающей среды или из самих компонентов, может помешать контакту щетки или вызвать вредный износ щеток и коллектора. Периодическая чистка как щеток, так и коллектора помогает избежать этого.

Одно особое замечание о загрязнении силиконом. По причинам, которые не очень хорошо поняты, силикон вызывает чрезвычайно быстрый износ щетки. Поэтому важно избегать герметиков или лент на основе силикона или других источников, которые могут выделять пары силикона.