Sikat dan pemegang sikat mesin listrik arus searah: tujuan, bahan, jenis dan perangkat

Pada motor listrik dan generator, seringkali diperlukan untuk membuat sambungan listrik antara bagian stasioner dan bagian perangkat yang berputar.

Dalam kasus belitan utama stator (yaitu stasioner) dari mesin listrik, mudah untuk mengatur cabang darinya untuk menghubungkan sistem kelistrikan stasioner eksternal, tetapi dalam kasus belitan utama rotor (yaitu berputar), itu menjadi diperlukan untuk mengatur kontak listrik geser, karena jika tidak, belitan rotor tidak tersedia.

Kontak geser listrik dapat diimplementasikan dalam dua cara: baik sebagai kontak geser cincin atau sebagai kontak geser kolektor. Dalam kedua kasus tersebut, pengoperasian mesin listrik memerlukan perangkat khusus - sikat.

Pada mesin listrik pertama, kuas adalah paket yang dirangkai dari pelat tembaga atau kabel tipis, dari mana mereka mendapatkan namanya.

Kuas mesin modern adalah kubus yang ditekan dari bubuk batu bara, grafit atau tembaga dan oleh karena itu tidak sesuai dengan namanya, yang, bagaimanapun, tetap ada di belakang mereka.

Sikat tembaga, besi, dan perunggu, yang bekerja dengan sangat baik pada mesin DC pertama di akhir abad ke-19, ternyata bukan bahan yang sangat bagus dalam hal gesekan. Mereka cepat aus dan dalam desain mesin baru mereka digantikan oleh batu bara dan grafit.

Saat ini untuk mesin DC digunakan hampir secara eksklusif sikat karbon dengan campuran grafit, bantalan, tergantung pada persentase grafit dan cara pembuatan kuas, nama karbon-grafit, grafit atau elektrograf. Hanya untuk mesin bertegangan rendah, hingga 30 V, sikat logam-karbon digunakan, yang memberikan penurunan tegangan lebih rendah pada lapisan kontak (transisi). pada kolektor.

Sikat karbon terbuat dari grafit murni, karbon retort dan karbon hitam dalam berbagai proporsi. Batubara adalah bahan self-lubricating yang tidak merusak permukaan yang digosoknya dan tidak cepat aus.

Kuas grafit terbuat dari grafit alami murni. Grafit dihancurkan menjadi bubuk halus, yang kemudian ditekan di bawah tekanan yang sangat tinggi menjadi batang dengan ukuran yang diinginkan. Batubara dan grafit adalah konduktor listrik yang sangat baik.

Kuas elektrografit Mereka pada dasarnya adalah sikat karbon tetapi terkena suhu tinggi dalam tungku listrik dan dengan demikian diubah menjadi grafit. Kuas ini memiliki sifat gerinda yang sangat baik.

Sikat karbon terbuat dari batu bara dan tembaga yang dihancurkan menjadi bubuk halus, kadang-kadang dengan tambahan logam lain yang dihancurkan (paling sering timah).

Produksi sikat ini dilakukan sedemikian rupa sehingga sikat memiliki konduktivitas terbaik dalam arah aksial, di mana arus kerja mesin lewat, dan konduktivitas yang buruk (hambatan listrik tinggi) dalam arah melintang, di mana arus tambahan dari bagian yang disertakan ditutup selama pergantian.

Sikat mesin listrik distandarisasi. Mereka dicirikan oleh kekerasan, penurunan tegangan transien dalam kontak dan kerapatan arus yang diizinkan.

Teknologi transmisi energi yang berusia lebih dari seratus tahun ini masih banyak digunakan hingga saat ini. Sikat karbon masih dapat ditemukan di banyak motor listrik. Dimulai dengan motor kecil pada mainan, peralatan dapur listrik, jendela listrik, alat cukur, mesin cuci, pengering rambut, penyedot debu atau alat-alat listrik (bor listrik, gerinda sudut, router, gergaji bundar, dll.),

Sikat juga digunakan pada mesin arus searah besar di lokomotif listrik, kapal selam dan generator pembangkit listrik, serta di turbin angin. Karenanya, karakteristik geometris dan elektrik dari sikat karbon berbeda.

Jumlah zona (membentuk permukaan silinder kolektor) dari rakitan sikat pada kolektor biasanya sama dengan jumlah kutub mesin. Jumlah sikat di setiap zona tergantung pada nilai arus dan kerapatan arus di bawah sikat yang diizinkan untuk jenis sikat tertentu, tetapi kurang dari dua sikat per zona hanya dapat ditemukan di mesin yang sangat kecil, karena dengan satu sikat per zona sulit untuk memastikan keandalan kontak sikat.

Kuas yang berada di zona yang sama disebut set kuas zona, dan himpunan semua set zona dari mesin tertentu disebut set kuas lengkap.

Permukaan ujung sikat pada sisi yang berlawanan dengan kontak dengan kolektor biasanya dilapisi tembaga, terkadang dilapisi timah. Pada arus kecil yang ditarik oleh sikat, kondisi yang cukup memuaskan untuk pengurasan arus disediakan oleh permukaan kontak sikat dengan pemegang sikat dan pegas kompresi.

Sikat besar dilengkapi dengan tutup yang terbuat dari lembaran tembaga, dipasang dengan erat di atasnya, dan dengan kabel yang terpasang padanya, terbuat dari kabel fleksibel yang lembut dengan bagian yang sesuai, dengan ujung untuk dikencangkan di bawah sekrup ke tempat sikat atau ke bagian yang dimaksudkan untuk menguras arus sikat. Tutup sikat tali disebut lengan sikat.

Kuas dipegang pada posisi tetap relatif terhadap kolektor pemegang sikat, yang desainnya sangat beragam.

Jika mesin listrik dirancang untuk kedua arah putaran, maka pemegang sikat radial digunakan, yang memastikan lokasi sikat di sepanjang jari-jari kolektor. Pada mesin dengan satu arah putaran tertentu, pemegang sikat sering digunakan dengan beberapa kemiringan sikat ke radius.

Tempat sikat untuk mesin DC daya rendah dan sedang

Tempat sikat besar untuk mesin DC

Pemegang sikat zona tunggal melekat pada jari sikat bulat atau persegi atau ke klem kuas… Jari sikat atau klem dari area sikat yang berbeda diperkuat penopang sikat atau bantalan sikatdari mana mereka harus diisolasi dengan andal.

Pada gilirannya, bantalan yang rata dipasang ke bantalan, atau ke pelindung ujung, atau ke kuk, atau, terakhir, secara terpisah ke pelat dasar mesin (untuk pengumpul panjang).

Kondisi penting yang harus dipenuhi oleh penopang sikat atau crosshead sikat adalah tidak adanya getaran sama sekali, aksesibilitas untuk memeriksa dan menyetel sikat, mudah melepaskan penahan sikat individu untuk perbaikan dan kemampuan untuk memutar seluruh sistem sikat secara bersamaan untuk pemasangan yang tepat di posisi pergantian yang benar sambil mempertahankan konsentrisitet penuh pemegang sikat dan kolektor.

Kuas, pemegang kuas, jari (atau klem) dan lintasan (atau penyangga) membentuk apa yang disebut pengumpul arus dari mesin DC. Ini juga mencakup koneksi antara set kuas zona dengan polaritas yang sama.

Untuk mengalirkan arus, jari sikat dan klem zona dengan nama yang sama (yaitu, dengan polaritas yang sama, positif atau negatif) dihubungkan secara elektrik satu sama lain dengan kabel berinsulasi dari bagian yang sesuai.

Dengan cara ini, diperoleh dua cincin pengumpul lengkap atau sebagian, yang kemudian dihubungkan dengan kabel fleksibel dengan penampang yang sesuai ke terminal eksternal mesin. Yang terakhir dipasang pada papan penjepit khusus baik ke kuk atau ke pelat utama mesin. Papan terminal, ditutup dengan penutup pelindung, membentuk kotak terminal.

Aplikasi dan pemilihan sikat yang tepat, dipadukan dengan perawatan yang tepat, menghasilkan peningkatan kinerja alat berat dan pengurangan biaya waktu henti.

Karena gesekan yang disebabkan oleh putaran perangkat menyebabkan keausan abrasif, sikat harus diganti secara berkala.Untuk alasan itu, motor tanpa sikat.