برس های کربن چه کار می کنند؟

عملکرد اصلی یک برس کربن

A برس کربن جریان الکتریکی را از سیم‌کشی ثابت داخل یک ابزار برقی به کموتاتور چرخان یا حلقه لغزنده نصب شده روی شفت موتور می‌برد و این کار را در حالی انجام می‌دهد که شفت با سرعت می‌چرخد. بدون این تماس لغزشی، جریان نمی تواند به سیم پیچ های آرمیچر در حال چرخش برسد، بنابراین موتور به سادگی کار نمی کند. برس توسط یک فنر کوچک بر روی کموتاتور فشار داده می شود و با چرخش شفت، صفحه برس روی یک سری از بخش های مسی می لغزد و هر کدام برای مدت کوتاهی با یکدیگر تماس برقرار می کنند و سپس به عنوان قطعه بعدی رها می شوند. این سوئیچینگ ثابت چیزی است که به میدان مغناطیسی داخل موتور اجازه می دهد در لحظات مناسب معکوس شود، که این اصل اساسی است که یک موتور جریان مستقیم چرخیدن در یک جهت به جای قفل شدن

چگونه کنتاکت کشویی مدار را بسته نگه می دارد

در داخل یک موتور یونیورسال، کموتاتور به تعدادی بخش مسی عایق بندی شده تقسیم می شود و هر بخش به مجموعه سیم پیچ های متفاوتی در آرمیچر متصل می شود. همانطور که قلم مو از یک بخش به بخش دیگر می لغزد، به طور لحظه ای دو بخش را به طور همزمان پل می کند، این نقطه ای است که در آن یک جرقه کوچک، معروف به کمان کموتاسیون، می تواند ظاهر شود. فنر برس معمولاً نیروی تماسی در محدوده ای اعمال می کند 150 تا 300 گرم ، به اندازه ای است که یک اتصال ثابت را بدون فشار دادن آنقدر محکم نگه دارد که اصطکاک سطح کموتاتور را به طور ناهموار فرسوده کند. اگر به دلیل ضعیف شدن فنر یا فرسودگی برس کوتاه‌تر از چیزی که نگهدارنده آن اجازه می‌دهد، نیروی فنر کاهش یابد، تماس متناوب می‌شود و ممکن است موتور به‌طور یکنواخت کار کند یا تحت بار قدرت را از دست بدهد.

چرا از دو برس در بسیاری از موتورهای کوچک استفاده می شود؟

بسیاری از ابزارهای برقی دستی از یک جفت برس استفاده می کنند که در مقابل یکدیگر روی کموتاتور قرار گرفته اند، یکی جریان را به داخل و دیگری آن را به بیرون منتقل می کند. این آرایش فشار مکانیکی روی شفت را متعادل می کند و سایش را پخش می کند به طوری که یک نقطه تماس واحد تمام کار را انجام نمی دهد. در ابزارهایی که جریان بیشتری می کشند، مانند آسیاب های زاویه دار یا اره های مدور، برس ها اغلب پهن تر می شوند یا سطح تماس بزرگ تری برای تحمل بار اضافی بدون گرم شدن بیش از حد به آن ها داده می شود.

مواد پشت ساخت برس کربن

برس های کربنی از یک ماده واحد ساخته نمی شوند. این اصطلاح طیفی از ترکیبات مبتنی بر کربن را در بر می گیرد که برای ترکیبات مختلف هدایت، سختی و تحمل حرارت مهندسی شده اند. برس‌های گرافیتی خالص نرم و خود روان‌شونده هستند، که آنها را روی سطح کموتاتور ملایم می‌کند، اما جریان کمتری نسبت به مخلوط‌هایی که شامل فلز هستند، منتقل می‌کنند. برس های الکتروگرافیت با حرارت دادن کربن آمورف به دمای بالا تولید می شوند که ساختار داخلی آن را تغییر می دهد و رسانایی را بهبود می بخشد و در عین حال مواد را نسبتاً نرم نگه می دارد. برس های مس-گرافیت مس پودر شده را با ماتریس کربن مخلوط می کنند که اغلب در جایی بین 40 و 70 درصد برس بر حسب وزن، و این ترکیب در ابزارهایی که جریان قابل توجهی می کشند، مانند موتورهای خلاء و ژنراتورهای قابل حمل رایج است، زیرا محتوای مس مقاومت الکتریکی را کاهش می دهد.

چرا اصطکاک و قوس به تدریج از بین می روند؟

هر بار که صفحه برس روی کموتاتور می لغزد، مقدار کمی اصطکاک مکانیکی را تجربه می کند و هر بار که از شکاف بین دو بخش عبور می کند، جرقه الکتریکی کوچکی را تجربه می کند. در طی چندین ساعت کار، این دو اثر با هم ترکیب می شوند و بلوک کربن را به تدریج فرسایش می دهند و طول آن را میلی متر به میلی متر کوتاه می کنند. براشی که در شروع شد 12 میلی متر در طول ممکن است تا جایی نزدیک فرسوده شود 4 یا 5 میلی متر پس از استفاده طولانی مدت در ابزاری که مکرر کار می کنند، در این مرحله فنر دیگر نمی تواند فشار مناسب را در برابر کموتاتور حفظ کند. گرما نیز نقش مهمی ایفا می کند، زیرا جریان زیاد مداوم، دما را در نقطه تماس افزایش می دهد و چرخه های گرمایش و سرمایش مکرر می تواند باعث شود که مواد برس به جای سایش یکنواخت، شکننده و خرد شود.

تشخیص زمانی که یک برس نیاز به تعویض دارد

یک برس فرسوده تمایل دارد خود را از طریق تعداد انگشت شماری از علائم قابل توجه نشان دهد نه اینکه بی سر و صدا از کار بیفتد. جرقه قابل مشاهده در اطراف دریچه های محفظه موتور، بوی سوختگی در نزدیکی درپوش عقب ابزار، موتوری که به طور متناوب تحت بار قدرت را از دست می دهد، و مقادیر غیرمعمول گرد و غبار کربن سیاه که در داخل محفظه جمع می شود، نشانه های رایجی هستند که نشان می دهد سطح تماس از نقطه ای قابل کار نازک شده است. بسیاری از سازندگان حداقل طول قابل استفاده را مستقیماً روی برس جایگزین علامت گذاری می کنند یا آن را در اسناد سرویس ابزار مشخص می کنند، اغلب در جایی در اطراف 6 میلی متر ، که زیر آن فشار فنر و ناحیه تماس دیگر برای انتقال جریان قابل اطمینان کافی نیست. بررسی طول برس در طول تعمیر و نگهداری معمول، به ویژه در ابزارهایی که روزانه در یک محیط کارگاهی استفاده می‌شوند، می‌تواند این سایش را قبل از اینکه باعث از کار افتادن کامل موتور شود، بگیرد.

ریاضی تعمیر

یک مجموعه برس کربن جایگزین معمولاً هزینه کمی از یک ابزار برقی جدید دارد و تعویض یک جفت برس فرسوده اغلب تفاوت بین بازنشستگی یک ابزار و چندین سال استفاده بیشتر از آن است. هنگامی که هزینه متوسط ​​قطعات، عمر کاری موتوری را که در غیر این صورت دور انداخته می‌شد، افزایش می‌دهد، انرژی تولید، بسته‌بندی، حمل و نقل و بار دفع نهایی که با تولید یک ابزار جایگزین مرتبط است، برای هزینه‌ای نسبتاً کم اجتناب می‌شود. این بخشی از این است که چرا تعویض برس به عنوان یک تعمیر استاندارد در سطح ابتدایی باقی می‌ماند که در بسیاری از دوره‌های نگهداری لوازم خانگی و ابزار تدریس می‌شود نه یک کار تخصصی که برای تکنسین‌های حرفه‌ای محفوظ است.

ابزارهای روزمره که به برس های کربنی وابسته هستند

برس های کربنی در محدوده وسیعی از تجهیزات خانگی و کارگاهی فراتر از مته شارژی آشکار ظاهر می شوند. آسیاب‌های زاویه‌ای، اره‌های دایره‌ای و اره‌های رفت و برگشتی همگی به موتورهای یونیورسال برس خورده تکیه می‌کنند، زیرا این نوع موتور می‌تواند به سرعت‌های چرخشی بالایی که برای برش و سنگ‌زنی لازم است برسد، در حالی که جمع‌وجور و ارزان‌قیمت تولید می‌شود. جاروبرقی‌ها و میکسرهای آشپزخانه از نسخه‌های کوچک‌تری از همان فناوری استفاده می‌کنند و ژنراتورهای قابل حمل، برخی از پنکه‌های سقفی و موتورهای قدیمی‌تر ماشین لباس‌شویی نیز برای حفظ جریان جریان به آرمیچر چرخان، به ترتیب برس-کموتاتور بستگی دارند. موتورهای استارت خودرو نمونه رایج دیگری هستند که در آن برس ها هر بار که موتور واژگون می شود یک موج کوتاه اما شدید جریان را کنترل می کنند.

تطبیق یک برس جهانی با یک موتور خاص

انتخاب صحیح یک برس جایگزین جهانی هم برای بازیابی عملکرد ابزار و هم برای جلوگیری از خرابی زودهنگام که می تواند به خود کموتاتور آسیب برساند اهمیت دارد. ابعاد فیزیکی در مراحل اولیه انتخاب اهمیت دارد، زیرا طول، عرض و ضخامت بلوک کربن باید با حفره نگهدارنده برس مطابقت داشته باشد. یک برس که به طور آزاد جا می شود، به جای حفظ تماس ثابت، در برابر کموتاتور صحبت می کند. کشش فنر به نیروی کافی برای محکم نگه داشتن برس بدون فشار زیاد نیاز دارد که سایش قطعات مسی را تسریع کند، و کیت های جهانی معمولاً شامل طیف وسیعی از گزینه های فنر هستند که متناسب با دسته های مختلف ابزار هستند. ترمینال سیم و سبک اتصال باید با سیم‌کشی داخلی ابزار مطابقت داشته باشد، بنابراین برس می‌تواند بدون تغییر نصب شود، و برس‌هایی که برای مصرف جریان بیشتر در نظر گرفته شده‌اند، مانند آنهایی که در آسیاب‌های زاویه‌دار بزرگ در نظر گرفته شده‌اند، عموماً برای رسانایی کافی به محتوای فلز بیشتری نیاز دارند، در حالی که برس‌هایی با نسبت گرافیت نرم‌تر در جایی انتخاب می‌شوند که ظرفیت عملکرد آرام‌تر و نرم‌تر از جریان خام اهمیت بیشتری دارد. مواد کموتاتور نیز در تصمیم گیری موثر است، زیرا برخی از فرمول های برس روی کموتاتورهای مسی نرم تر ملایم تر هستند در حالی که برخی دیگر برای سطوح کموتاتور سخت تر و مقاوم تر در برابر سایش موجود در موتورهای درجه صنعتی فرموله شده اند. یک کیت جهانی منطبق برای این متغیرها با ارائه طیفی از اندازه‌ها و پیکربندی‌ها به جای تکیه بر یک شکل عمومی واحد برای متناسب با هر ابزار، این متغیرها را به حساب می‌آورد.