Sähköharja

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 15.10.2020 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 3 muokkausta .

Sähköharja , myös hiiliharja  , on liukuva sähkökosketin , joka johtaa sähkövirtaa erilaisten sähkölaitteiden kiinteiden osien ja liikkuvien osien välillä.

Sitä käytetään yleensä siirtämään sähkövirtaa pyöriviin solmuihin [1] . Useimmiten käytetään sähkömoottoreissa , tasa- ja vaihtovirtasähkögeneraattoreissa , samoin kuin säädettävissä ja trimmissä vastuksissa, automaattimuuntajissa (LATR) , joissa on tasainen jännitteen säätö, sähköistettujen ajoneuvojen virrankeräimissä ( raitiovaunut , raitiovaunut , metrojunat ), pyörivät telineet.

Nimen alkuperä

Monen tyyppisten sähkömoottoreiden ja generaattoreiden käyttämiseksi roottorin kelat on kytkettävä sähköisesti sähköpiirin täydentämiseksi . Tämä saavutettiin alun perin sijoittamalla akseliin kupari- tai messinkikommutaattori tai liukurenkaat . Jousien avulla punotut kuparilanka "harjat" puristettiin kerääjää tai renkaita vasten .

Tällaisten harjojen haittana on epäluotettava kytkentä, koska käytön aikana ne siirtyivät kollektorin yhdestä segmentistä (levystä) viereiseen oikosulkeen ne. Grafiitista valmistettujen " korkean resistanssin harjojen" käyttö (joskus kuparijauheen lisäyksellä) auttoi ratkaisemaan tämän ongelman . Vaikka grafiittiharjojen sähkövastus on suurempi kuin metalliharjojen, se on kymmenissä milliohmeissa riittävän pieni kuljettamaan suuria virtoja ja riittävän korkea, jotta se ei aiheuta oikosulkua vierekkäisiin kollektorilevyihin kytkennän yhteydessä.

Näiden liukukoskettimien termi "harja" on säilytetty hiiliharjojen nimissä.

Harjatekniikka

Ainesosat

Harjamateriaalin erityinen koostumus riippuu sovelluksesta. Yleensä käytetään grafiittia tai hiilijauhetta. Sähkönjohtavuuden ja mekaanisen lujuuden lisäämiseksi grafiittijauheeseen lisätään valmistuksen aikana elektrolyyttisellä menetelmällä saatua hienoa kuparijauhetta dendriittisten hienokiteiden muodossa [2] . Kuparia lisätään harvoin harjojen materiaaliin, jotka on suunniteltu toimimaan vaihtovirralla toimivissa laitteissa. .

Sideaineita , pääasiassa fenoliformaldehydihartseja tai muita polymeerihartseja tai kivihiilitervapikeä , lisätään aineosien sekoittamisen jälkeen saatuun jauheeseen ja sekoitetaan vahvojen aihioiden saamiseksi puristuksen jälkeen myöhempää polttoa varten. Seokseen voidaan lisätä myös muiden metallien jauheita ja kiinteitä voiteluaineita, esimerkiksi molybdeenidisulfidia ( ) tai volframidisulfidia ( ). Seoksen erityinen koostumus riippuu tuotteiden sovelluksesta ja käyttöolosuhteista.

Seoksen painaminen

Seos puristetaan mekaanisilla tai hydraulisilla puristimilla muottiin, joka koostuu meististä ja suulakkeesta. Kun tietyntyyppisiä harjoja puristetaan meistinreiän läpi, puristettuun seokseen viedään joustava johdin, joka on valmistettu säikeisestä kuparilangasta (ns. shunttilanka ), jonka pää on päällystetty elektrolyyttisellä kuparijauheella. Kriittisissä sovelluksissa on mahdollista käyttää hopeajauhetta tai hopeoitua kuparilankaa [3] . Puristuksen jälkeen harja-aihio on edelleen erittäin hauras, ja ammattislangissa sitä kutsutaan "vihreäksi harjaksi" ( eng.  green brush ).

Märkien harjojen polttaminen

"Raakaharjoille" suoritetaan lämpökäsittely (poltto) suojaavassa ilmakehässä (yleensä vedyn ja typen seos ) 1200 °C:n lämpötiloissa. Tätä prosessia kutsutaan sintraamiseksi tai "paistamiseksi". Sintrauksen aikana orgaaniset sideaineet palavat osittain ja osittain hiiltyvät muodostaen grafiittikiteisen sidosrakenteen hiilihiukkasten, kuparihiukkasten ja muiden komponenttien välille. Lämpökäsittely suoritetaan tarkasti säädetyn lämpötilasyklin mukaisesti , joka on asetettu kullekin tietylle seokselle ja lopputuotteen erityiselle tarkoitukselle.

Tekniset lisätoiminnot

Sintrauksen aikana aihiot kutistuvat ja muotoutuvat. Haluttujen mittojen saamiseksi ne kiillotetaan . Jotkut harjojen valmistajat käyttävät lisäkäsittelyä niiden kestävyyden lisäämiseksi, esimerkiksi kosketushankauspinnan kyllästämistä erikoisöljyillä, hartseilla ja voiteluaineilla.

Hyödyntäminen

Koska harjat kuluvat, huoltotuotteet on suunniteltu vaihdettaviksi.

Hiiliharjat ovat yksi sähkömoottorin edullisimmista osista. Toisaalta ne ovat tärkeä osa sen laitteen pitkäikäisyyttä ("käyttöikää") ja suorituskykyä, jossa niitä käytetään.

Lupaavaa kehitystä

Nestemäiset metalliharjat

Nestemäisten metallien käyttöä tutkitaan sovellusten löytämiseksi liukukosketinpareissa. Tämän käytön monimutkaisuus on tarve säilyttää nestemäistä metallia (koska alhaisissa lämpötiloissa nestemäiset metallit ovat yleensä myrkyllisiä tai syövyttäviä) ja induktion aiheuttama energian menetys.[ tyhjennys ] ja turbulenssi .

Metallikuituharjat

Metallikuituharjoja kehitetään parhaillaan [4] . Niillä voi olla etua nykyiseen tekniikkaan verrattuna, mutta niitä ei ole vielä otettu laajalti käyttöön.

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Mutta D. A. Luku 1. Yleistä kosketuksettomista sähkökoneista // Kosketuksettomat sähkökoneet. - 2. - M: Higher School, 1990. - S. 9. - 416 s. : sairas. — ISBN 5-06-000719-7 .
  2. ↑ Zanon, Matteo; Rampin, Ilaria; Breda, Alessandro; Bortolotti, Francesco. Elektrolyyttisten ja vesisumutettujen kuparijauheiden sintrauskäyttäytyminen  (englanniksi)  : Journal. - 2015 - 5. lokakuuta.
  3. ↑ Zanon, Matteo; Nassuato, Mirko; Rampin, Ilaria; Echeberria, John; Martinez, Ane Maite. Kuparin ja hopealla päällystettyjen kuparijauheiden johtava käyttäytyminen  (englanniksi)  : Journal. - 2014 - 23. syyskuuta.
  4. ↑ Metallikuituharjat ja liukurenkaat . www.dh-inc.com. Haettu: 5.11.2019.

Kirjallisuus

Linkit