Kaj so oglene ščetke in princip delovanja ogljikovih ščetk

Ogljikova ščetka je zelo majhen industrijski sestavni del. Čeprav je ogljikova ščetka majhna, je njeno vrednost težko nadomestiti. Ogljikova ščetka je eden bistvenih delov v različnih motorjih. Njegov glavni material je ogljikov material, ki ima prevodne lastnosti in se uporablja za prenos toka na komponente, ki zahtevajo rotacijsko gibanje.

Najzgodnejšo ogljikovo ščetko je izumil britanski znanstvenik Joseph Wilson Swan leta 1867. Z razvojem električnih motorjev in generatorjev so se oglene ščetke postopoma začele množično uporabljati.

Konec 19. stoletja in v začetku 20. stoletja so se oglene ščetke uporabljale v različnih aplikacijah. V različnih industrijskih in gospodinjskih aparatih, uporabaogljikove ščetkeomogoča tem napravam prenos toka ter doseganje pretvorbe električne energije in mehanskega gibanja.

Sestava ogljikovih ščetk ni fiksna. Nekatere so le gole oglene ščetke, nekatere so oglene ščetke in žice, nekatere so oglene ščetke, žice, priključki, nekatere so oglene ščetke, žice, vzmeti, kovinski priključki, nekatere pa so oglene ščetke, kovinska držala za ščetke/plastično držalo za ščetke. Toda njegov osrednji del je glava ogljikove ščetke, ki je večinoma predstavljena v kvadratni obliki.

Načelo delovanja oglenih ščetk je v glavnem prenos energije ali signalov med fiksnim delom in vrtljivim delom vrtečih se strojev, kot so motorji ali generatorji.
Theogljikova ščetkaje dodajanje zunanjega toka (vzbujalni tok) rotirajočemu rotorju skozi ogleno ščetko (vhodni tok); za vnos statičnega naboja na veliki gredi v zemljo preko oglene ščetke (ozemljitvena oglena ščetka) (izhodni tok); do Velika gred (masa) je speljana do zaščitne naprave za ozemljitveno zaščito rotorja in merjenje pozitivne in negativne napetosti rotorja do zemlje; spreminjanje smeri toka (pri komutatorskih motorjih imajo ščetke tudi komutacijsko vlogo).

Naravni grafit

Naravni grafit je glavna surovina te vrste ogljikovih ščetk. Vezivo je izdelano iz asfalta ali smole, ki je pečena ali sintrana pri 1000 stopinjah. Ta tip motorja ima dobro zmogljivost mazanja in zmogljivost zbiranja toka. Večina se jih uporablja v kolektorskih obročih majhnih in srednje velikih motorjev na enosmerni tok in hitro delujočih turbinskih generatorjev.

Kovinski grafit

Glavni materiali te vrste ogljikovih ščetk so elektrolitski baker in grafit. Odvisno od potreb se včasih uporabljajo druge kovine, kot je srebro v prahu (uporablja se v preciznih instrumentih in je zelo drago), aluminijev prah, svinčev prah itd. primeren je za nizkonapetostne motorje z visoko obremenitvijo in nizkimi komutacijskimi zahtevami (kot so avtomobilski zaganjalniki itd.).

Elektrokemijski grafit

Glavne komponente so različni ogljikovi praškasti materiali, kot so saje, koks in grafit, ki se po visokotemperaturni obdelavi pri 2500 stopinjah pretvorijo v mikrokristalni umetni grafit. Ta vrsta ogljikovih ščetk ima odlične komutacijske in samomazalne lastnosti ter se pogosto uporablja v različnih motorjih AC in DC.

Ogljikove ščetkeigrajo ključno vlogo pri brušenih enosmernih motorjih. Glavna funkcija ogljikovih ščetk je prenos toka. Ko je brušeni enosmerni motor vklopljen, tok vstopi v stator iz napajalnika in se preko ogljikovih ščetk prenese na tuljavo na rotorju. Stik ogljikovih ščetk z vrtečim se rotorjem vnaša tok v tuljavo in s tem ustvarja magnetno polje, ki medsebojno deluje z magnetnim poljem statorja, da potisne rotor k vrtenju.
Ogljikova ščetka ima tudi funkcijo izboljšanja iskrenja. Zaradi prenosa in odklopa toka lahko nastanejo iskre in obloki. Različni grafitni materiali, uporabljeni v ogljikovih ščetkah, imajo dobro električno prevodnost in odpornost proti obrabi, kar lahko učinkovito zmanjša iskre in obloke v motorju.

Pri zamenjavi ogljikovih ščetk je treba upoštevati dejavnike, kot so obraba, dolžina in oblika. Ko se čas uporabe motorja podaljšuje, bo trenje med ogljikovimi ščetkami in rotorjem povzročilo določeno stopnjo obrabe ogljikovih ščetk. Obraba ogljikove ščetke bo vplivala na delovanje in stabilnost motorja.
Na splošno, ko se pojavi oglena ščetka: Zamenjati jo je treba, ko:

1. Močna obraba (manj kot 1/3 prvotne dolžine);
2. Huda škoda;
3. Stična površina med ogleno ščetko in drsnim obročem je manjša od 70 %, zato je ogleno ščetko treba zamenjati z novo. Če je dolžina ogljikove ščetke prekratka, rotor morda ne bo dostopen, kar bo povzročilo nemoten pretok toka in vplivalo na normalno delovanje motorja.
Poleg tega, če je oglena ščetka zlomljena ali deformirana, bo prišlo do slabega kontakta, zato jo je treba zamenjati z novo. Različni scenariji uporabe in pogostost uporabe bodo vplivali na pogostost menjave ogljikovih ščetk. Če je tok nestabilen ali se med uporabo opreme pojavi neobičajni hrup, je to lahko tudi signal zazamenjajte karbonsko ščetko.