Для чего нужны щетки в двигателе?

Назначение, материал и устройство щеток электрических машин постоянного тока

В электрических двигателях и генераторах часто необходимо установить электрическое соединение между неподвижной и вращающейся частью устройства.

В случае статорной (т. е. неподвижной) основной обмотки электрической машины устройство от нее ответвлений для присоединения внешней неподвижной электрической системы осуществляется легко, в случае же роторной (т. е. вращающейся) основной обмотки возникает необходимость в устройстве скользящего электрического контакта, так как иначе роторная обмотка недоступна.

Скользящий электрический контакт может быть осуществлен двумя способами: либо в виде кольцевого скользящего контакта, либо в виде коллекторного скользящего контакта. В обоих случаях для работы электрической машины нужны специальные устройства — щетки.

Медные, железные и бронзовые щетки, которые очень хорошо выполняли свою работу в первых машинах постоянного тока в конце XIX века, оказались не очень хорошими материалами в отношении трения. Они быстро изнашивались и в новых конструкциях машин были заменены на угольные и графитовые.

В настоящее время для машин постоянного тока применяют почти исключительно угольные щетки с примесью графита, носящие, в зависимости от процентного содержания графита и от способа изготовления щеток, названия угольно-графитовых, графитовых, либо электрографитовых. Лишь для машин на небольшие напряжения, до 30 В, применяют металло-угольные щетки, дающие меньшее падение напряжения в контактном (переходном) слое на коллекторе.

Угольные щетки изготовляются из чистого графита, ретортного угля и сажи в разнообразных пропорциях. Уголь — самосмазывающийся материал, который не повреждает поверхность, о которую он трется, и не изнашивается быстро.

Графитовые щетки изготовляются из чистого природного графита. Графит измельчается в мелкий порошок, который затем прессуется под очень большим давлением в бруски нужных размеров. Уголь и графит являются отличными проводниками электрического тока.

Электрографитовые щетки — это, по существу, угольные щетки, но подвергнутые воздействию высокой температуры в электрической печи и превращенные таким образом в графитовые. Эти щетки обладают свойством очень хорошо пришлифовываться.

Металло-угольные щетки изготовляются из угля и меди, измельченной в мелкий порошок, иногда с прибавкой другого измельченного металла (чаще всего олова).

Изготовление этих щеток ведется таким образом, чтобы щетка обладала возможно лучшей проводимостью в осевом направлении, в котором проходит рабочий ток машины, и плохой проводимостью (большое электрическое сопротивление) в поперечном направлении, в котором происходит при коммутации замыкание добавочных токов коммутируемых секций.

Щетки для электрических машин стандартизованы.

Эта технология передачи энергии, которой уже более ста лет, широко используется и сегодня. Угольные щетки до сих пор можно найти во многих электродвигателях. Начиная с небольших двигателей в игрушках, электрических кухонных приборов, электрических стеклоподъемников, бритв, стиральных машин, фенов, пылесосов или электроинструментов (электродрелей, угловых шлифовальных машин, кусторезов, циркулярных пил и т. д.),

Щетки также применяются в бильших машинах постоянного тока в электровозах, подводных лодках и генераторах электростанций, а также в ветряных турбинах. Соответственно разнообразны геометрические и электрические характеристики угольных щеток.

Число зон (образующих цилиндрической поверхности коллектора) установки щеток на коллекторе обычно равно числу полюсов машины. Число щеток в каждой зоне зависит от величины тока и допустимой для данного сорта щетки плотности тока под щеткой, однако меньше двух щеток на зону можно встретить только в очень маленьких машинах, так как при одной щетке на зону трудно обеспечить надежность щеточного контакта.

Щетки, стоящие в одной и той же зоне, называются зонным комплектом щеток, а совокупность всех зонных комплектов данной машины — полным комплектом щеток.

Торцевую поверхность щеток со стороны, противоположной соприкосновению с коллектором, обычно обмедняют, иногда лудят. При небольшом токе отводимом щеткой, достаточно удовлетворительные условия отвода тока обеспечиваются поверхностью соприкосновения щетки со щеткодержателем и нажимной пружиной.

Щетки больших размеров снабжают плотно надетыми на них колпачками из листовой меди и прикрепленными к ним поводками из медных гибких канатиков соответствующих сечений, с наконечниками для присоединения под винтик к щеткодержателю или к детали, предназначенной для отвода от щетки тока. Колпачок щетки с канатиком называют арматурой щетки.

Щетки удерживаются в фиксированном относительно коллектора положении щеткодержателями, конструкции которых весьма разнообразны.

Если электрическая машина предназначается для обоих направлений вращения, то применяют радиальные щеткодержатели, обеспечивающие расположение щетки по радиусу коллектора. В машинах с одним определенным направлением вращения часто применяют щеткодержатели с некоторым наклоном щетки к радиусу.

Щеткодержатель для машин постоянного тока малой и средней мощности

Щеткодержатель крупной машины постоянного тока

Щеткодержатели одной зоны укрепляют на щеточных пальцах круглого или квадратного сечения либо на щеточных бракетах. Щеточные пальцы или бракеты разных зон установки щеток укрепляют на щеточных суппортах или щеточных траверсах, от которых они должны быть надежно изолированы. В свою очередь, щеточные траверсы крепят либо к подшипникам, либо к подшипниковым щитам, либо к ярму или, наконец, устанавливают независимо на фундаментную плиту машины (при больших длинах коллектора).

Важными условиями, которым должны удовлетворять щеточный суппорт или щеточная траверса, являются, безусловное отсутствие вибраций, доступность осмотра щеток и их регулировки, легкий съем отдельных щеткодержателей для ремонта и возможность одновременного поворота всей системы щеток для точной установки их в надлежащем для коммутации положении при сохранении полной концентричности щеткодержателей и коллектора.

Щетки, щеткодержатели, пальцы (или бракеты) и траверса (или суппорт) составляют так называемый токособирательный аппарат машины постоянного тока. В него входят также соединения между собой зонных комплектов щеток одной и той же полярности.

Для отвода тока щеточные пальцы и бракеты одноименных зон (т. е. одной и той же полярности, положительные или отрицательные) соединяют электрически друг с другом изолированным проводом соответствующего сечения.

Таким образом, получают два собирательных полных или неполных кольца, которые затем присоединяют посредством гибких кабелей соответствующего сечения к внешним зажимам машины. Последние крепят на особой доске зажимов либо к ярму, либо к фундаментной плите машины. Прикрытая защитной крышкой доска зажимов образует коробку зажимов.

Правильное применение и выбор щеток вместе с надлежащим техническим обслуживанием приводят к повышению производительности машины и снижению затрат на время простоя.

Поскольку трение, вызванное вращением устройства, вызывает абразивный износ, щетки необходимо периодически заменять. По этой причине были изобретены бесщеточные электродвигатели.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Щетки для электроинструмента: назначение, выбор и замена

В строительстве электроинструмент является незаменимым помощником. Используется он при сверлении отверстий, вбивании гвоздей и др. Все электроинструменты оборудованы специальными щётками, назначение которых заключается в передачи электрического тока. Снимая напряжение со статора, щётки подают его на коллектор ротора/якоря, что требуется для создания вращения. Таким образом, щётки применяются в качестве токоподвода и при этом обладают необходимыми свойствами для выдерживания механических нагрузок в ходе вращения якоря.

Изготавливаются, как правило, из угля или графита. В основной материал могут быть добавлены различные примеси, для соответствия продукции определённым стандартам. Например, есть угольные щетки, выполненные из материалов, снижающих искрообразование во время работы. Но, в основном, главная цель изготовителей – увеличение срока эксплуатации. Для большей продолжительности работы щёток, не следует давать слишком высокие нагрузки на электроинструмент. К разновидностям деталей относятся:

  • Угольные щетки;
  • Омедненные;
  • Угольно-графитные;
  • Медно-угольные;
  • Графитные;
  • Медно-графитные.

Широкий выбор щёток для электроинструмента не гарантирует их высокое качество. Неспециалисту трудно выявить подделку из-за множества различных нюансов. Поэтому такие детали лучше приобретать у авторизированных дилеров и менять их в соответствующих сервисных центрах. Это будет гарантией качественной установки с проверкой общего состояния инструмента и его щёточного узла.

Рекомендации по выбору

При подборе щёток, в первую очередь следует обращать внимание на материал для их изготовления: здесь важна хорошая проводимость электричества и прочность (твёрдость) самого изделия, влияющая на его долговечность. Одной из важных характеристик деталей является активное сопротивление, которое учитывается при расчёте данных по обмотке двигателя и номиналу пускорегулирующих устройств. Этим требованиям полностью отвечают угольные щетки. Угольному материалу характерно дополнительное преимущество: при появлении дуги напряжения, не происходит приваривание к металлическим поверхностям (при работе двигателя дуга электричества возникает довольно часто).

Читайте также  Hyundai i30 какое масло лить в двигатель?

Многие фирменные угольные щетки комплектуются механизмом автоматического отключения: в деталь устанавливается специальная пружина с непроводящим наконечником, выполненным из керамики. Достигнув определённого уровня износа, пружина выталкивает наконечник и электроинструмент выключается. При износе, без данного механизма, на коллектор может воздействовать пружина щёткодержателя или поводок щётки, приводя к поломке якоря (рекомендуется время от времени проводить анализ состояния щёточного узла и самих щёток).

Наименьшим сроком службы характеризуются генераторные щётки. Такие детали, кроме собственного износа, негативно влияют и на работу двигателя. Выполнены эти изделия из почти чистой меди, при незначительном добавлении угольных компонентов, графита и других примесей. Данные детали рассчитаны на величину тока, соответствующую величине в генераторах (значительно большей, по сравнению с двигателем). Ставить их в электроинструменты нельзя: такие действия могут сразу вызвать короткое замыкание цепи. Если же якорь успеет поработать, то большое напряжение и повышенная температура выведут обмотку из строя, из-за чего потребуется дорогостоящий ремонт.

Важно! Медь коллектора якоря может быть твёрдой или мягкой. Для мягкой меди нужно выбирать специальные мягкие щётки. Если в данном случае установить жёсткие изделия, то коллектор за короткий срок может полностью износиться, и потребуется ремонт по замене якоря. При установке мягких деталей на жёсткий коллектор — из строя выйдут сами щётки.

Замена щёток

Для правильной работы инструмента важна точная настройка щёточного узла, включающего прижимное устройство, контактную группу и направляющий профиль. Для электроинструментов невысокого класса иногда используют бесконтактные щёткодержатели. При неправильной регулировке прижима щётки, коллектор, а также щёточный узел могут перегреться, приводя к неисправности якоря.

Изготовленные заводом-производителем, данные детали часто характеризуются небольшим сроком службы. В этой связи многие профессиональные инструменты оборудованы клапаном доступа. Эта технология позволяет менять детали без особого труда. Однако подходят такие графитовые щётки только моделям, которым они были предназначены. В случае экстренного ремонта, некоторые мастера извлекают данные детали из рабочего устройства и переставляют его на нерабочее, подгоняя размеры с помощью напильника. Этот способ для широкого использования не подходит и вряд ли даст хороший результат при эксплуатации изделия. Главный признак того, что ресурс данных деталей подходит к концу – яркое свечение через корпус. Механизм шлифмашины охлаждается, пропуская сквозь себя воздух вместе с частицами абразива, что постепенно разрушает материал щёток.

Для замены потребуется выполнить следующие действия:

  1. Открутив крышку отсека, извлеките всё, что осталось от данных деталей. Якорь и остальные части электроинструмента, скорее всего, разбирать не потребуется. Закрепляются угольные щетки в подпружиненных щёткодержателях или в латунных стаканах. Чтобы пружины в ходе ремонта не упёрлись в стенки коллектора, предусмотрены специальные штырьки для парковки.
  2. Снимите щётки вместе с держателем. Процесс деформации может отражаться неравномерно: выработка зависит от положения деталей по отношению к струе воздушно-абразивной смеси.
  3. С помощью штангенциркуля замерьте извлечённые детали и сравните их размер с новыми запчастями. При необходимости, более крупные щётки можно доработать наждачкой (зернистость 150), а также плоским надфилем.
  4. Сравните положение вывода контактных проводов. Если запчасти не подходят, может потребоваться дополнительное вырезание канавки для проводков.
  5. Установите запасную деталь и присоедините провода к соответствующим клеммам. При необходимости можно использовать старые провода, припаяв их к новым изделиям.

После установки проверьте работу инструмента: новые детали не должны искрить, и рабочий звук должен быть ровным, без резких перепадов.

Онлайн помощник домашнего мастера

Щетки для электродвигателей: советы по выбору нужной модели, инструкция по замене и ремонту своими урками

В бытовых условиях мы очень часто используем электроинструмент. А что говорить о профессионалах, деятельность которых напрямую связана с применением разнообразных приборов с электродвигателем. В процессе интенсивной эксплуатации такие агрегаты очень часто изнашиваются, что приводит к поломке.

Часто причиной может выступать неисправность щеток. Для чего нужны щетки в электродвигателе, как они устроены, и что нужно сделать для замены, мы расскажем в данной статье.

Краткое содержимое статьи:

В чем состоит назначение

Передача электроэнергии на якорные обмотки в электродвигателе производится при помощи коллекторного узла. Из-за вращения якоря в процессе работы электроинструмента для передачи нужен контакт. Причем он должен быть подвижным, а поэтому использование металла не допустимо. Ведь число оборотов значительно, что сопровождается сильным трением.

В таком случае при контакте металла с металлом происходил бы перегрев поверхностей. Коллектор достаточно быстро вышел бы из строя. Решить проблему удалось при помощи изготовления контакта из угля или графита.

Щетки в электродвигателе создают контакт скользящего типа. Они выступают элементом механизма, который позволяет перевести механическую энергию в электрическую.

Главное назначение щеток для электродвигателей состоит в снятии и подведении электротока на коллекторах, в том числе и от контактных колец.

Основные характеристики устройств

Щетки могут выпускаться вместе с проводниками. Их изготавливают из металла. Но существуют модификации и без проводников. Чтобы закрепить провод на конструкции щетки используется несколько разных вариантов – развальцовкой, впрессовкой, пайкой.

При этом сами тоководы различаются марками. Они могут быть многожильными из медной проволоки (МПЩ), гибкими, отличающимися плетением из аналогичной проволоки (ПЩ), универсальными с повышенной степенью гибкости (ПЩС).

Рассматривая описание щеток для двигателей, нужно отметить наличие наконечников контактного типа на проводе. Они необходимы для более качественного крепления болтами держателей, расположенных на щетках. Для удобства такие наконечники различаются по форме – вилочные, флажковые, двойные и пластинчатые.

Электрощетки должны обеспечивать заданный режим функционирования основного и вспомогательного электрооборудования с минимальными расходами на ремонтно-обслуживающие работы.

Поэтому к ним предъявляются определенные требования:

  • безопасность и надежность коммутационного контакта без искрения и риска замыкания на обмотках;
  • недопущение нарушений контактного прилегания с движущимися компонентами агрегата;
  • устранение потерь электроэнергии в контакте скользящего типа;
  • прочность к механическим воздействиям, сопротивление трению;
  • износоустойчивость материала.

Разновидности изделий

Для использования в промышленности и быту изготавливаются различные виды щеток для электродвигателей:

  • графитовые – производятся из графита с наполнителями, например сажей, обеспечивают легкую коммутацию в двигателях;
  • угольно-графитовые – они не слишком прочные, поэтому применяются в устройствах с минимальной нагрузкой механического типа;
  • электрографитовые – отличаются высокой прочностью, гарантируют контакт среднего уровня с повышенными токонагрузками;
  • медно-графитовые с медным, оловянным или графитовым порошком и наполнителями. Отличительными свойствами являются повышенная прочность, защищенность от проникновения газов и жидкостей, работа со сложными контактами.

Особенности подбора

Планируя покупку, следует подробно изучить, как выбрать щетки для электродвигателя. Если установленные щетки износились, то целесообразно определить их основные параметры, что поможет в последующем правильно заменить устройства. Важны также геометрические формы, размер, марка графита.

Не следует забывать и о типе провода, а также его сечении. Если подобрать точное совпадение по марке не удастся – не отчаивайтесь. Следует взять аналог с тем же уровнем твердости и допустимым режимом работы. А вот по сечению имеются определенные нюансы – толщина проводника должна быть равной оригиналу и соотноситься по степени гибкости.

Если вы выбираете графитовые щетки, то учитывайте, что они могут быть жесткими и мягкими. При этом медь на коллекторе также отличается по жесткости. Когда вы выбираете несовпадающие варианты, то один из элементов будет выходить из строя быстрее из-за высокой силы трения и износа.

Щетки различаются и по уровню активного сопротивления. Это важно знать для расчета параметров обмоток и характеристик ПРУ. Щеточный узел должен работать согласованно. Поэтому следует учесть особенности прижимного блока, характеристики направляющих и контактных групп.

Читайте также  Мицубиси асх какое масло лить в двигатель?

От степени прижима зависит надежность работы. Если прижатие чрезмерное, то коллектор и щеточный блок могут перегреваться, а при недостаточной степени прижима возможно искрение.

На фото щеток для электродвигателей представлены разные их модификации. Однако не все из них могут применяться в конкретных условиях. Например, не рекомендуется монтировать в электроинструменте генераторные модификации медно-графитовых изделий. Чрезмерный перегрев и высокие токи приведут к проблемам с работоспособностью обмоток.

Причины неисправностей и замены

Роль щеток в электродвигателе неоспорима. Поэтому целесообразно минимизировать действие факторов, которые приводят к их неисправности.

В частности, опасность вызывает такое явление, как искрение щеток. Оно проявляется по таким причинам:

  • Нагар и грязь на коллекторе. Требуется произвести очистку при помощи наждачки-нулевки.
  • Накопление графитовой пыли или медного порошка, приводящее к замыканию контактов. При помощи ножа или другой острой детали все перемычки целесообразно оперативно удалить.
  • Если контакты различаются по уровню сопротивления, неверно подобраны щетки по основным параметрам, то это способно вызвать искрение. В таком случае потребуется замена щеток для электродвигателей своими руками или обращение в сервисный центр.
  • Полная выработка ресурса. Это также потребует замены щеток.
  • Замыкание на межвитковом участке обмоток якоря – для исправления ситуации необходимо проверить работоспособность якоря и поменять его при необходимости.

Даже если щетки подобраны правильно, рекомендуется выделить время на их притирку. Для этого целесообразно запускать мотор вхолостую, не нагружая его. Также коллектор должен регулярно очищаться, а использование специальных смазок поможет продлить срок службы всей конструкции.

Щетки для электрических машин: простая технология и универсальное применение

Щетки для электрических машин: простая технология и универсальное применение

Электрощетки представляют собой специальные электропроводящие детали токосъемного устройства, которые применяют для подвода тока на коллекторах и контактных кольцах электрических вращающихся машин.

Электрощетки достаточно часто используют в электрических машинах постоянного тока, условия коммутации которых достаточно тяжелы и имеется склонность к эксплуатации при ярко выраженной неравномерной нагрузке. Нередко электрощетки задействуются в малогабаритных универсальных двигателях с большим количеством оборотов, а также в крановых двигателях. Электрощетки ЭГ просто незаменимы в электромашинах вспомогательного типа подвижного состава железнодорожного транспорта.

Электрографитные щетки ЭГ изготавливают из специальной смеси графита, сажи и необходимых связующих веществ. Сама технология относительно проста, по ее завершению электрощетки подвергаются обжигу. Электрощетки главным образом складываются из обычного графита и необходимых связующих материалов. Зачастую электрощетки ЭГ находят свое применение в различных электромашинах постоянного тока, в генераторах тока высокой силы, в генераторах сварочного типа, однофазных и многофазных коллекторных двигателях, а также универсальных коллекторных двигателях, в системах прокатных станков, инструментах и электробытовых приборах различного назначения.

Электрографитные электорощетки ЭГ подвергаются специальной термической обработке в специализированных печах под высокой температурой (до 2500 С). Электрощетки могут маркироваться следующим образом: ЭГ4, ЭГ8, ЭГ2а и т.д.

Сама процедура, при которой электрощетки ЭГ подвергаются термической высокотемпературной обработке называется графитацией.

В компании «ЭлектроСтройСити» имеется возможность приобрести электрощетки ЭГ необходимой маркировки — ассортимент продукции всегда позволяет клиентам найти именно то, что им необходимо. Вся продукция, предлагаемая компанией, имеет сертификаты поставщиков и широко применяется в различных областях промышленности и быта, а ее стоимость наверняка приятно Вас удивит.

Щетки классифицируются в зависимости от применяемых материалов и особенностей технологического процесса. Они делятся на три группы:

Электрографитированые щетки

Щетки электрографитированые марок ЭГ2А, ЭГ4, ЭГ8, ЭГ14, ЭГ13, ЭГ13П, ЭГ141, ЭГ61АК, ЭГ74, ЭГ74К, ЭГ75, ЭГ841К, ЭГ64К и др. применяются в электрических машинах, генераторах и тяговых электродвигателях для железнодорожного транспорта, экскаваторах, металлургичемкой промышленности, генераторах постоянного тока автотракторного электрооборудования, электрических машинах с тяжелыми условиями коммутации т.п.

Марка Твердость, кПа×10 4 Удельное электрическое сопротивление, мкОм×м Номинальная плотность тока, А/см 2 Максимальная допустимая линейная скорость, м/с Переходное падение напряжения на паре щеток, В
ЭГ2А 7-21 11-27 12 50 0,9-1,9
ЭГ4 2-6 13-35 15 60 0,9-1,9
ЭГ8 8-34 36-50 11 45 1,0-1,8
ЭГ14 8-30 20-38 12 45 1,1-2,1
ЭГ141 10-30 20-40 11 40 1,1-2,0
ЭГ61АК 20-65 36-60 19,5 60 1,7-3,2
ЭГ74 15-49 35-75 15 50 1,2-2,4
ЭГ74АК 20-40 35-75 12 60 1,3-2,5
ЭГ75 35-65 13 60 1,5-3,2
ЭГ841К 40-80 17 50 1,7-3,7

Металлографитовые щетки

Щетки металлографитные марок 611ОМ, М1А, МГ, МГ4, МГС5, МГС20, МГСО, МГСО1М, МГСОА, М1А, МГС51 и др. применяются в электрических машинах, генераторах, преобразователях тока, асинхронных двигателях, стартерах, низковольтных машинах с высокой плотностью тока , моторедукторах, исполнительных механизмах для автомобильного транспорта и т.п.

Марка Твердость, кПа×10 4 Удельное электрическое сопротивление, мкОм×м Номинальная плотность тока, А/см 2 Максимальная допустимая линейная скорость, м/с Переходное падение напряжения на паре щеток, В
611ОМ 6-12 8-28 15 40 0,7-1,7
М1А 8-25 2-8 12 60 0,8-2,0
МГ 4-14 не более 12 30 30 не более 0,4
МГ4 10-22 не более 1,3 24 30 не более 1,6
МГС5 6-20 2-15 45 16 0,7-1,9
МГС20 6-25 не более 0,4 120 15 0,3-1,0
МГСО 6-20 2-15 30 30 не более 0,35
МГСО1М 6-20 не более 0,8 80 15 0,1-0,5
МГСОА 14-45 не более 0,3 100 15 0,1-0,45
М1А 8-25 2-8 12 33 0,8-2,0
МГС51 6-20 2-13 80 15 1,2-2,5

Угольнографитные щетки

Щетки угольнографитные марок Г3, Г20, Г21, Г21А, Г33 и др. применяются в машинах постоянного тока и коллекторных машинах переменного тока, электродвигателях бытовой техники, двигателях электрических машин, работающих в условиях пониженного атмосферного давления и т.п.

Марка Твердость, кПа×10 4 Удельное электрическое сопротивление, мкОм×м Номинальная плотность тока, А/см 2 Максимальная допустимая линейная скорость, м/с Переходное падение напряжения на паре щеток, В
Г3 7-19 8-20 12 60 1,9
Г20 35-100 15 40 2,9
Г21 20-60 150-450 8,5 30 2,5-5,5
Г21А 20-60 150-400 10 25 3,0-6,0
Г33 18-64 н/б 900 10 35

За более подобной информацией Вы можете обратиться к официальному поставщику щеток для электрических машин — компании ООО «ЭлектроСтройСити» пр-ва ЗАО «Электроконтакт».

По материалам компании «ЭлектроСтройСити»

Что такое щетки для электроинструмента и для чего они нужны

Щётки применяются в качестве токоподвода и при этом обладают необходимыми свойствами для выдерживания механических нагрузок в ходе вращения якоря.

  1. Щетки электродвигателя
  2. Назначение щеток для электродвигателей стиральных машин
  3. Устройство и принцип действия щеточного двигателя
  4. Срок службы
  5. Плюсы и минусы щеточного двигателя
  6. Плюсы
  7. Минусы
  8. Плюсы и минусы щеточного двигателя
  9. Плюсы
  10. Минусы
  11. Назначение щеток для электроинструментов
  12. Выбираем расходный материал по правилам
  13. Почему щетки искрят
  14. Замена щеток электродвигателя

Щетки электродвигателя

Контакт скользящего типа, предназначенный для подведения и отведения электричества на коллекторах либо кольцевых контактах всех типов электрических машин (электродвигатели и генераторы), получил название электрощетки.

Щетки электродвигателя выпускают как с проводниками из металла, так и без них. Закрепление провода в щетке выполняют методом развальцовки, впрессовки либо при помощи пайки. Тоководы щеточные бывают таких марок:

  • МПЩ – специальный тип провода многожильный, изготовленный из проволоки медной;
  • ПЩ – гибкий тип провода медного проволочного плетения;
  • ПЩС – провод универсальный с повышенным показателем гибкости.

На подводящем проводе предусмотрены контактные наконечники. С помощью них провод закрепляется болтом щеточного держателя. Наконечники бывают вилочного, флажкового, двойного и пластинчатого типа.

Назначение щеток для электродвигателей стиральных машин

Это деталь небольшого размера, которая состоит из мягкой длинной пружины, наконечника, имеющего форму параллелепипеда либо цилиндра, а также контакта. Их основная функция – передача электрической энергии на обмотки ротора электродвигателя машины. За счет этого происходит его вращение.

Щеткам свойственно истираться с течением времени. Происходит это из-за того, что они плотно прилегают к оси вращающегося ротора электродвигателя стиральной машины. Для их изготовления применяют мягкие токопроводящие материалы. Это необходимо, чтобы не вывести из строя элементы якоря.

Основное отличие щеток электродвигателя состоит в их прижимном элементе. Он может быть угольно – графитовым, меднографитовым или электрографитовым. Все щетки электродвигателя содержат стальную пружину и контакт из меди.

Устройство и принцип действия щеточного двигателя

Щеточный двигатель по-другому еще называется коллекторным. Состоит двигатель из нескольких важных частей.

Ротор — по-другому, якорь. Как раз он вращается внутри и преобразует электрическую энергию в механическую. Якорь обмотан медной проволокой (обмоткой) с разных сторон ротора. За счет прохождения тока через проволоку создается магнитное поле, которое в свою очередь и создает вращение элемента.

На обмотке в бесщеточном двигателе установлен коммутатор, который используется для переключения с одной обмотки на другую, что позволяет менять направление вращения ротора. Этот коммутатор и есть коллектор, от которого взял свое название двигатель.

Чтобы напряжение передалось на обмотки, а ток прошел через коллектор в двигатель устанавливаются специальные щетки. Щетки обычно состоят из графита; они всегда контактируют с коммутатором и обеспечивают подачу энергии к катушкам с обмоткой. Есть две щетки, и каждая из них подключается к противоположному полюсу батареи. Это гарантирует, что при вращении ротора ток, протекающий к катушкам, постоянно меняет направление. Это приводит к необходимому изменению магнитного поля, которое позволяет ротору продолжать вращаться.

Все вышеописанные элементы установлены в статор. Статор — неподвижных элемент двигателя, в котором могут быть либо еще одна катушка с проволокой, либо постоянный магнит. За счет того или другого элемента и создается магнитное поле обратной полярности ротору, из-за чего тот вращается.

Коллекторные двигатели могут работать от переменного напряжения, так как при смене полярности ток в обмотках возбуждения и якоря также меняет направление, в результате чего вращательный момент не меняет своего направления.

Срок службы

Эксплуатационный срок этих элементов зависят от следующих факторов:

  • Правильность применения аппарата,
  • Насколько часто выполняется стирка,
  • Качество сборки,
  • Загруженность барабана машинки.

Щетки электродвигателя стиральной машины обычно служат достаточно долго. Их эксплуатационный срок составляет более 5 лет, а в отдельных случаях и более 10 лет. Следует отметить, что из замену выполняют нечасто. Намного чаще ломается что-то более основательное, что приводит к покупке новой стиральной машины.

Несмотря на высокую изнашиваемость они стираются или ломаются в процессе эксплуатации машины очень редко.

Плюсы и минусы щеточного двигателя

Так мы с вами вкратце разобрались с устройством щеточного двигателя. Теперь в чем же его плюсы и минусы?

Плюсы

  1. Первым плюсом инструментов со щеточными двигателями стоит отметить более низкую стоимость в отличие бесщеточных. Это связано с технологиями производства и более бюджетными материалами.
  2. Вторым плюсом специалисты отмечают упрощенную конструкцию двигателя, что влияет на стоимость ремонта. Проще поменять щетки, чем весь мотор в целом.
  3. Также к плюсам можно отнести относительно малый вес и размер инструментов.

Минусы

  1. На высоких оборотах увеличивается трение щёток. Отсюда вытекает проблема их быстрого износа. Помимо износа самих щеток, в процессе работы они стираются. Стертый графит может засорить коллектор и привести в полную негодность инструмент.
  2. Также к минусам можно отнести более низкую мощность щеточных инструментов, в отличие от бесщеточных моделей. Это связано с тем, что щеточные двигатели физически не могут выдавать мощность выше 3 000 об./мин. Но такой мощности вполне достаточно для домашнего обихода.
  3. Еще одним минусом щеточных двигателей мы можем отметить наличие искрения во время работ. Обратите внимание, что при запуске инструмента щетки трутся о коллектор и создают видимые искры. Это значит, что работать щеточными инструментами нужно более аккуратно — убирать на расстояние все возможные легковоспламеняющиеся вещества и предметы, а также периодически делать перерывы в работе, во избежание перегрева двигателя.
  4. Последним минусом отметим не очень высокий КПД инструментов с коллекторным двигателем — всего 60%. Это значит, что инструменты несколько хуже справляются с прочными материалами (например, с металлом) и выполняют меньший объем работы за то же время, что бесщеточный инструмент.

Плюсы и минусы щеточного двигателя

Так мы с вами вкратце разобрались с устройством щеточного двигателя. Теперь в чем же его плюсы и минусы?

Плюсы

Минусы

Назначение щеток для электроинструментов

Графитовые щетки, которые устанавливаются в электроинструментах, предназначены для передачи электрического тока на ротор. Это необходимо для создания вращения. Поэтому при выборе таких щеток следует особое внимание обращать на материал их изготовления. Он обязательно должен хорошо проводить электричество и быть достаточно твердым, чтобы не изнашиваться слишком быстро. Угольные щетки для электроинструментов отвечают вышеозначенным требованиям. Кстати, положительным качеством этого материала можно считать то, что при возникновении дуги напряжения между контактами он не приваривается к металлу. Это очень важно, так как в процессе работы двигателя часто возникает электрическая дуга.

Выбираем расходный материал по правилам

Все щетки делятся на мягкие и жесткие. Пожалуй, это наиболее важный критерий выбора, поскольку у коллекторной меди тоже разные показатели твердости. При несоответствии этих показателей оборудование быстро лишается функциональности. Но самым неприятным фактом является быстрый износ деталей. В этом случае точность отделочных работ невозможна в принципе. То же самое можно говорить о безопасности наиболее сложных процессов на высоте.

Перед заказом следует поинтересоваться показателями активного сопротивления элементов. Без этого невозможен плавный старт, а главное, регулировка оборотов. Такие характеристики инвентаря позволяют добиться аккуратной обработки материалов с разными показателями плотности и твердости. При этом последние не лишаются целостности, что особенно важно для внешней отделки фасада.

А поскольку все элементы конструкции – единое целое одного сложного механизма, важен расчетный прижим детали. Например, при интенсивном «надавливании» может перегреться щеточный узел. Если прижим слишком слабый, техника постоянно будет искрить, а пружины и вовсе покинут посадочные места. Это способствует преждевременным поломкам, многие из которых можно исправить только в сервисном центре.

Почему щетки искрят

Искрение щеток, скользящих по коллектору, закономерно, ведь в момент перехода от одной ламели к другой происходит дуговой микроразряд. При правильном функционировании двигателя, исправности и соответствии всех элементов оно едва уловимо глазом. Но если сильно искрит щетка электродвигателя, причина говорит о неполадках в работе. Игнорирование этого процесса чревато выходом из строя якоря.

Причины, из-за которых искрят щетки, следующие:

  • Образование нагара либо загрязнений на коллекторе. Возможно при продолжительной работе двигателя без технического обслуживания на контактах коллектора образовалась тонкая пленка из нагара. Она имеет повышенное сопротивление, что приводит к искрообразованию. Устранить неполадку можно, обработав коллектор наждачной бумагой нулевой зернистости (в направлении, куда вращаются щетки).
  • Замыкание соседних контактов коллектора пылью от графита или мелким медным порошком. В этом случае в цепях возрастают токи, что приводит к сильному искрообразованию. Перемычки следует аккуратно устранить острым предметом.
  • Неправильный подбор параметров щеток. В результате несоответствия сопротивления контактов также будут искры на коллекторе. Нужно заменить графитовые щетки, основываясь на технической документации двигателя.
  • Выработка щеток.
  • Межвитковое замыкание в обмотках якоря. Проверить якорь и заменить в случае неисправности.

Замена щеток электродвигателя

Менять щетки необходимо тогда, когда от рабочей части осталось не менее трети, а также следовать правилам:

  • Подбирать щетки, соответствующие параметрам предыдущих.
  • Проводить визуальный осмотр коллектора и чистку при надобности.
  • Если рабочая поверхность щеток имеет скос, не путать его расположение.
  • Дать щеткам время на притирку, включая мотор без нагрузок, и затем удалить притирочную пыль с коллектора.