Nuolatinės srovės elektros mašinų šepečiai ir šepečių laikikliai: paskirtis, medžiaga, tipai ir įtaisas

Elektros varikliuose ir generatoriuose dažnai reikia sukurti elektros jungtį tarp stacionarių ir besisukančių prietaiso dalių.

Esant statoriaus (t. y. stacionariai) elektros mašinos pagrindinei apvijai, iš jos nesunku sutvarkyti atšakas išorinei stacionariai elektros sistemai prijungti, o esant rotorinei (t.y. besisukančiai) pagrindinei apvijai ja tampama. būtina sutvarkyti slankiojantį elektros kontaktą, nes kitu atveju rotoriaus apvijos nėra.

Elektrinis slankusis kontaktas gali būti įgyvendintas dviem būdais: arba kaip žiedinis slankiojantis kontaktas, arba kaip kolektoriaus slydimas. Abiem atvejais elektrinės mašinos darbui reikalingi specialūs įrenginiai – šepečiai.

Pirmosiose elektrinėse mašinose šepečiai buvo pakuotė, surinkta iš varinių plokščių ar plonų vielų, nuo kurių ir kilo pavadinimas.

Šiuolaikinių mašinų šepečiai yra kubeliai, presuoti iš anglies, grafito ar vario miltelių ir todėl neatitinka savo vardo, kuris vis dėlto liko už jų.

Variniai, geležiniai ir bronziniai šepečiai, kurie labai gerai atliko darbą pirmuosiuose nuolatinės srovės įrenginiuose XIX amžiaus pabaigoje, pasirodė esąs ne itin geros medžiagos trinties požiūriu. Jie greitai susidėvi, o naujose mašinose juos pakeičia anglis ir grafitas.

Šiuo metu DC mašinoms naudojamas beveik išimtinai anglies šepečiai su grafito priedu, guolis, priklausomai nuo grafito procento ir šepečių gamybos būdo, anglies-grafito, grafito arba elektrografo pavadinimai. Tik žemos įtampos mašinoms, iki 30 V, naudojami metaliniai-angliniai šepečiai, kurie suteikia mažesnį įtampos kritimą kontaktiniame (pereinamajame) sluoksnyje ant kolektoriaus.

Anglies šepetėliai yra pagaminti iš gryno grafito, retortinės anglies ir suodžių įvairiomis proporcijomis. Akmens anglys yra savaime tepanti medžiaga, kuri nepažeidžia paviršiaus, ant kurio trinasi, ir greitai nesusidėvi.

Grafito šepečiai yra pagaminti iš gryno natūralaus grafito. Grafitas susmulkinamas į smulkius miltelius, kurie po to labai dideliu slėgiu suspaudžiami į norimo dydžio strypus. Anglis ir grafitas yra puikūs elektros laidininkai.

Elektrografito šepečiai Iš esmės jie yra anglies šepečiai, tačiau veikiami aukštoje temperatūroje elektrinėje krosnyje ir tokiu būdu paverčiami grafitu. Šie šepečiai turi labai geras šlifavimo savybes.

Anglies šepetėliai pagamintas iš anglies ir vario, susmulkinto į smulkius miltelius, kartais pridedant kito susmulkinto metalo (dažniausiai alavo).

Šių šepečių gamyba atliekama taip, kad šepečio laidumas būtų kuo geresnis ašine kryptimi, kuria praeina mašinos darbinė srovė, ir prastą laidumą (didelę elektrinę varžą) skersine kryptimi, kuria komutacijos metu uždaromos papildomos įtrauktų sekcijų srovės.

Elektrinių mašinų šepečiai yra standartizuoti. Jiems būdingas kietumas, trumpalaikis įtampos kritimas kontakte ir leistinas srovės tankis.

Ši daugiau nei šimtą metų skaičiuojanti energijos perdavimo technologija plačiai naudojama ir šiandien. Anglies šepetėlius vis dar galima rasti daugelyje elektros variklių. Pradedant nuo mažų žaislų variklių, elektrinių virtuvės prietaisų, elektrinių langų, skustuvų, skalbimo mašinų, plaukų džiovintuvų, dulkių siurblių ar elektrinių įrankių (elektrinių grąžtų, kampinių šlifuoklių, frezų, diskinių pjūklų ir kt.),

Šepečiai taip pat naudojami didelėse nuolatinės srovės mašinose elektriniuose lokomotyvuose, povandeniniuose laivuose ir elektrinių generatoriuose, taip pat vėjo turbinose. Atitinkamai anglies šepetėlių geometrinės ir elektrinės charakteristikos skiriasi.

Ant kolektoriaus šepečių surinkimo zonų (sudarančių cilindrinį kolektoriaus paviršių) skaičius paprastai yra lygus mašinos polių skaičiui. Šepečių skaičius kiekvienoje zonoje priklauso nuo srovės vertės ir srovės tankio po šepečiu, leistinu tam tikro tipo šepečiams, tačiau mažiau nei du šepečiai vienoje zonoje gali būti tik labai mažose mašinose, nes su vienu šepečiu zonoje sunku užtikrinti šepečio kontakto patikimumą.

Šepečiai, kurie lieka toje pačioje zonoje, vadinami zoniniu šepečių rinkiniu, o visų tam tikros mašinos zonų rinkinių rinkinys vadinamas visu šepečių rinkiniu.

Šepečių galinis paviršius, esantis priešingoje sąlyčio su kolektoriumi pusėje, dažniausiai padengtas variu, kartais skarduotas. Esant nedidelei šepečio traukiamai srovei, šepečio kontaktinis paviršius su šepečio laikikliu ir suspaudimo spyruokle užtikrina pakankamai patenkinamas srovės nutekėjimo sąlygas.

Dideli šepečiai yra su tvirtai pritvirtintais vario lakštų gaubteliais ir prie jų pritvirtintais laidais, pagamintais iš minkštų lanksčių tinkamų sekcijų trosų, su antgaliais tvirtinimui po varžtu prie šepečio laikiklio ar dalies, skirtos vandens nutekėjimui. šepečio srovė. Virvės šepečio dangtelis vadinamas šepečio rankena.

Šepečiai laikomi fiksuotoje padėtyje kolektoriaus atžvilgiu šepetėlių laikikliai, kurio dizainas labai įvairus.

Jei elektrinė mašina skirta abiem sukimosi kryptimis, tuomet naudojami radialiniai šepečių laikikliai, kurie užtikrina šepečio vietą išilgai kolektoriaus spindulio. Mašinose su viena konkrečia sukimosi kryptimi šepečių laikikliai dažnai naudojami su tam tikru šepečio pasvirimu į spindulį.

Šepečių laikiklis mažos ir vidutinės galios nuolatinės srovės mašinoms

Didelis šepetėlio laikiklis nuolatinės srovės mašinai

Vienos zonos šepetėlių laikikliai tvirtinami prie apvalių arba kvadratinių šepečių pirštų arba prie šepečių spaustukai… Sutvirtinti šepečių pirštai arba gnybtai iš skirtingų šepečių sričių šepečių atramos arba šepečių pabėgiainuo kurių jie turi būti patikimai izoliuoti.

Savo ruožtu lygūs pabėgiai tvirtinami arba prie guolių, arba prie galinių skydų, arba prie jungo, arba, galiausiai, nepriklausomai prie mašinos pagrindo plokštės (ilgiems kolektoriams).

Svarbios sąlygos, kurias turi atitikti šepečio atrama arba šepečio kryžminė galvutė, yra absoliutus vibracijos nebuvimas, galimybė patikrinti ir reguliuoti šepečius, lengvas atskirų šepečių laikiklių nuėmimas remontui ir galimybė vienu metu sukti visą šepečio sistemą, kad būtų galima tiksliai pritvirtinti teisinga komutavimo padėtis išlaikant visišką šepečių laikiklių ir kolektoriaus koncentriškumą.

Šepečiai, šepečių laikikliai, pirštai (arba spaustukai) ir traversas (arba atrama) sudaro vadinamąjį nuolatinės srovės mašinos srovės kolektorius. Tai taip pat apima jungtis tarp to paties poliškumo zoninių šepečių rinkinių.

Norėdami išleisti srovę, šepečio pirštai ir to paties pavadinimo zonų (tai yra to paties poliškumo, teigiamo arba neigiamo) šepečio pirštai yra elektra sujungti vienas su kitu atitinkamos sekcijos izoliuotu laidu.

Tokiu būdu gaunami du pilni arba daliniai surinkimo žiedai, kurie lanksčiais tinkamo skerspjūvio kabeliais sujungiami su išoriniais mašinos gnybtais. Pastarieji tvirtinami ant specialios tvirtinimo lentos arba prie jungo, arba prie pagrindinės mašinos plokštės. Gnybtų plokštė, padengta apsauginiu dangteliu, sudaro gnybtų dėžutę.

Tinkamas teptuko naudojimas ir pasirinkimas kartu su tinkama priežiūra padidina mašinos našumą ir sumažina prastovų išlaidas.

Kadangi dėl trinties, kurią sukelia prietaiso sukimas, nusidėvi abrazyvinis, šepečius reikia periodiškai keisti.Dėl šios priežasties, varikliai be šepetėlių.