Līdzstrāvas elektrisko mašīnu birstes un suku turētāji: mērķis, materiāls, veidi un ierīce

Elektromotoros un ģeneratoros bieži ir nepieciešams izveidot elektrisku savienojumu starp ierīces stacionārajām un rotējošām daļām.

Elektromašīnas statora (t.i. stacionārā) galvenā tinuma gadījumā no tā ir viegli sakārtot atzarus, lai pieslēgtu ārēju stacionāru elektrosistēmu, bet rotora (t.i., rotējoša) galvenā tinuma gadījumā tas kļūst. nepieciešams sakārtot bīdāmo elektrisko kontaktu, jo pretējā gadījumā rotora tinums nav pieejams.

Elektrisko bīdāmo kontaktu var realizēt divos veidos: vai nu kā gredzenveida slīdkontaktu, vai kā kolektora slīdkontaktu. Abos gadījumos elektriskās mašīnas darbībai ir nepieciešamas īpašas ierīces - birstes.

Pirmajās elektriskajās mašīnās birstes bija no vara plāksnēm vai plānām stieplēm salikts iepakojums, no kura tās ieguva savu nosaukumu.

Mūsdienu mašīnu birstes ir klucīši, kas presēti no ogļu, grafīta vai vara pulveriem un tāpēc neattaisno savu nosaukumu, kas tomēr palika aiz tiem.

Vara, dzelzs un bronzas birstes, kas ļoti labi veica darbu pirmajās līdzstrāvas iekārtās 19. gadsimta beigās, izrādījās ne pārāk labi materiāli berzes ziņā. Tie ātri nolietojas, un jaunos mašīnu dizainos tos aizstāj ar akmeņoglēm un grafītu.

Šobrīd līdzstrāvas iekārtām izmanto gandrīz tikai oglekļa sukas ar grafīta piejaukumu, gultnis, atkarībā no grafīta procentuālā daudzuma un otu izgatavošanas veida, oglekļa-grafīta, grafīta vai elektrogrāfa nosaukumi. Tikai zemsprieguma mašīnām līdz 30 V tiek izmantotas metāla-oglekļa sukas, kas rada mazāku sprieguma kritumu kontakta (pārejas) slānī uz kolektora.

Oglekļa sukas ir izgatavoti no tīra grafīta, retorta oglekļa un ogļu dažādās proporcijās. Akmeņogles ir pašeļļojošs materiāls, kas nebojā virsmu, uz kuru tās berzē, un ātri nenolietojas.

Grafīta otas ir izgatavoti no tīra dabīgā grafīta. Grafītu saberž smalkā pulverī, ko pēc tam ļoti augstā spiedienā saspiež vajadzīgā izmēra stieņos. Ogles un grafīts ir lieliski elektrības vadītāji.

Elektrografīta otas Tās būtībā ir oglekļa sukas, bet tiek pakļautas augstām temperatūrām elektriskā krāsnī un tādējādi tiek pārveidotas par grafītu. Šīm sukām ir ļoti labas slīpēšanas īpašības.

Oglekļa sukas izgatavota no oglēm un vara, kas sasmalcināta smalkā pulverī, dažreiz pievienojot citu smalcinātu metālu (visbiežāk alvu).

Šo suku izgatavošana tiek veikta tā, lai birstei būtu vislabākā iespējamā vadītspēja aksiālajā virzienā, kurā iet mašīnas darba strāva, un slikta vadītspēja (augsta elektriskā pretestība) šķērsvirzienā, kurā iekļauto sekciju papildu strāvas komutācijas laikā tiek slēgtas.

Elektrisko mašīnu sukas ir standartizētas. Tos raksturo cietība, pārejošs sprieguma kritums kontaktā un pieļaujamais strāvas blīvums.

Šī vairāk nekā simts gadus vecā enerģijas pārvades tehnoloģija tiek plaši izmantota arī mūsdienās. Oglekļa sukas joprojām var atrast daudzos elektromotoros. Sākot ar maziem motoriem rotaļlietās, elektriskās virtuves iekārtās, elektriskajos logos, skuvekļos, veļas mašīnās, matu žāvētājos, putekļsūcējos vai elektroinstrumentos (elektriskās urbjmašīnas, leņķa slīpmašīnas, frēzes, ripzāģi utt.),

Birstes izmanto arī lielās līdzstrāvas mašīnās elektriskajās lokomotīvēs, zemūdenēs un spēkstaciju ģeneratoros, kā arī vēja turbīnās. Attiecīgi oglekļa suku ģeometriskie un elektriskie raksturlielumi ir atšķirīgi.

Kolektora suku montāžas zonu skaits (kas veido kolektora cilindrisko virsmu) parasti ir vienāds ar mašīnas polu skaitu. Birstu skaits katrā zonā ir atkarīgs no strāvas lieluma un strāvas blīvuma zem sukas, kas ir pieļaujama noteikta veida sukai, bet mazāk par divām birstēm katrā zonā var atrast tikai ļoti mazās iekārtās, jo ar vienu otu uz katru. zonā ir grūti nodrošināt birstes kontakta uzticamību.

Birstes, kas paliek tajā pašā zonā, sauc par zonas otu komplektu, un visu konkrētās mašīnas zonu komplektu kopu sauc par pilnu suku komplektu.

Suku gala virsma pusē, kas ir pretēja saskarei ar kolektoru, parasti ir pārklāta ar varu, dažreiz alvota. Pie nelielas birstes ievilktas strāvas pietiekami apmierinošus apstākļus strāvas novadīšanai nodrošina birstes saskares virsma ar birstes turētāju un spiedes atsperi.

Lielās birstes ir aprīkotas ar vāciņiem, kas izgatavoti no vara loksnes, cieši piestiprināti uz tiem, un ar tiem piestiprinātiem vadiem, kas izgatavoti no piemērotu sekciju mīkstiem elastīgiem kabeļiem, ar uzgaļiem stiprināšanai zem skrūves pie otas turētāja vai daļas, kas paredzēta ūdens novadīšanai. suku strāva. Virves sukas vāciņu sauc par sukas sviru.

Birstes tiek turētas fiksētā stāvoklī attiecībā pret kolektoru otu turētāji, kuras dizains ir ļoti daudzveidīgs.

Ja elektromašīna paredzēta abiem griešanās virzieniem, tad tiek izmantoti radiālie birstes turētāji, kas nodrošina birstes novietojumu pa kolektora rādiusu. Mašīnās ar vienu noteiktu griešanās virzienu suku turētājus bieži izmanto ar zināmu otas slīpumu pret rādiusu.

Birstes turētājs mazas un vidējas jaudas līdzstrāvas iekārtām

Liels birstes turētājs līdzstrāvas mašīnai

Vienas zonas suku turētāji ir piestiprināti pie apaļiem vai kvadrātveida otu pirkstiem vai uz suku skavas… Tiek pastiprināti birstes pirksti vai skavas no dažādām birstes vietām suku balsti vai suku gulšņino kuriem tiem jābūt droši izolētiem.

Savukārt vienmērīgos gulšņus piestiprina vai nu pie gultņiem, vai pie gala vairogiem, vai pie jūga, vai, visbeidzot, neatkarīgi pie mašīnas pamatnes (garajiem kolektoriem).

Svarīgi nosacījumi, kuriem jāatbilst birstes atbalstam vai birstes šķērsgalviņai, ir absolūts vibrācijas trūkums, piekļuve suku pārbaudei un regulēšanai, ērta atsevišķu suku turētāju noņemšana remontdarbu veikšanai un iespēja vienlaikus pagriezt visu suku sistēmu, lai nodrošinātu precīzu montāžu pareiza komutācijas pozīcija, vienlaikus saglabājot pilnīgu birstes turētāju un kolektora koncentriskumu.

Birstes, suku turētāji, pirksti (vai skavas) un traversa (vai balsts) veido tā saukto līdzstrāvas iekārtas strāvas kolektoru. Tas ietver arī savienojumus starp vienādas polaritātes zonas suku komplektiem.

Lai iztukšotu strāvu, viena nosaukuma zonu (tas ir, ar vienādu polaritāti, pozitīvu vai negatīvu) birstes pirksti un skavas ir elektriski savienoti viens ar otru ar attiecīgās sekcijas izolētu vadu.

Tādā veidā tiek iegūti divi pilnīgi vai daļēji savākšanas gredzeni, kurus pēc tam ar piemērota šķērsgriezuma elastīgiem kabeļiem savieno ar mašīnas ārējiem spailēm. Pēdējie ir piestiprināti pie īpašas stiprinājuma dēļa vai nu pie jūga, vai pie mašīnas galvenās plāksnes. Spaiļu plate, kas pārklāta ar aizsargpārsegu, veido spaiļu kārbu.

Pareiza otas uzklāšana un izvēle apvienojumā ar pareizu apkopi palielina iekārtas veiktspēju un samazina dīkstāves izmaksas.

Tā kā ierīces rotācijas radītā berze izraisa abrazīvu nodilumu, birstes periodiski jāmaina.Šī iemesla dēļ bezsuku motori.