ما هو مبدأ عمل فرش الكربون وفرشاة الكربون

تعتبر فرشاة الكربون مكونًا صناعيًا صغيرًا جدًا. على الرغم من أن فرشاة الكربون صغيرة الحجم إلا أن قيمتها يصعب استبدالها. تعتبر فرشاة الكربون أحد الأجزاء الأساسية داخل المحركات المختلفة. مادته الرئيسية هي مادة الكربون، التي لها خصائص موصلة وتستخدم لنقل التيار إلى المكونات التي تتطلب حركة دورانية.

اخترع العالم البريطاني جوزيف ويلسون سوان أول فرشاة كربون في عام 1867. ومع تطور المحركات والمولدات الكهربائية، أصبحت فرش الكربون تستخدم على نطاق واسع تدريجيًا.

في نهاية القرن التاسع عشر وبداية القرن العشرين، تم استخدام فرش الكربون في تطبيقات مختلفة. في مجموعة متنوعة من الأجهزة الصناعية والمنزلية، واستخدامفرش الكربونيسمح لهذه الأجهزة بنقل التيار وتحقيق تحويل الطاقة الكهربائية والحركة الميكانيكية.

تكوين فرش الكربون غير ثابت. بعضها مجرد فرشاة كربون عارية، وبعضها فرش وأسلاك كربون، وبعضها فرش كربون، وأسلاك، وموصلات، وبعضها فرش كربون، وأسلاك، ونوابض، وموصلات معدنية، وبعضها فرش كربون، وحاملات فرشاة معدنية/حامل فرشاة بلاستيكية. لكن الجزء الأساسي منها هو رأس فرشاة الكربون، والذي يتم تقديمه في الغالب على شكل مربع.

مبدأ عمل فرش الكربون هو بشكل أساسي عن طريق نقل الطاقة أو الإشارات بين الجزء الثابت والجزء الدوار من الآلات الدوارة مثل المحركات أو المولدات.
الفرشاة الكربونهو إضافة تيار خارجي (تيار الإثارة) إلى الدوار الدوار من خلال فرشاة الكربون (تيار الإدخال)؛ لإدخال الشحنة الساكنة على العمود الكبير إلى الأرض من خلال فرشاة الكربون (فرشاة الكربون الأرضية) (تيار الخرج)؛ إلى العمود الكبير (الأرضي) يتم توجيهه إلى جهاز الحماية لتأريض حماية الدوار وقياس الفولتية الإيجابية والسلبية للدوار إلى الأرض؛ تغيير اتجاه التيار (في المحركات المبدلة، تلعب الفرش أيضًا دورًا في التبديل).

الجرافيت الطبيعي

الجرافيت الطبيعي هو المادة الخام الرئيسية لهذا النوع من فرشاة الكربون. يتكون الموثق من الأسفلت أو الراتنج، والذي يتم خبزه أو تلبيده عند 1000 درجة. يتمتع هذا النوع من المحركات بأداء تزييت جيد وأداء تجميع حالي. يتم استخدام معظمها في حلقات التجميع لمحركات التيار المستمر الصغيرة والمتوسطة الحجم والمولدات التوربينية عالية السرعة التي تعمل بسلاسة.

الجرافيت المعدني

المواد الرئيسية لهذا النوع من فرشاة الكربون هي النحاس الكهربائي والجرافيت. اعتمادًا على الاحتياجات، يتم أحيانًا استخدام معادن أخرى مثل مسحوق الفضة (المستخدم في الأدوات الدقيقة والمكلفة للغاية)، ومسحوق الألومنيوم، ومسحوق الرصاص، وما إلى ذلك. إنها مناسبة للمحركات ذات الجهد المنخفض ذات الحمل العالي ومتطلبات التبديل المنخفضة (مثل محركات تشغيل السيارة، وما إلى ذلك).

الجرافيت الكهروكيميائي

المكونات الرئيسية هي مواد مسحوق الكربون المختلفة مثل أسود الكربون وفحم الكوك والجرافيت، والتي يتم تحويلها إلى جرافيت صناعي دقيق التبلور بعد المعالجة بدرجة حرارة عالية عند 2500 درجة. هذا النوع من فرشاة الكربون لديه خصائص تخفيف وتشحيم ذاتي ممتازة، ويستخدم على نطاق واسع في مختلف محركات التيار المتردد والتيار المستمر.

فرش الكربونتلعب دورًا رئيسيًا في محركات التيار المستمر المصقولة. الوظيفة الأساسية لفرش الكربون هي نقل التيار. عندما يتم تشغيل محرك DC المصقول، يدخل التيار إلى الجزء الثابت من مصدر الطاقة وينتقل إلى الملف الموجود على الدوار من خلال فرش الكربون. تقوم فرش الكربون التي تلامس الجزء الثابت بإدخال التيار إلى الملف، وبالتالي توليد مجال مغناطيسي، والذي يتفاعل مع المجال المغناطيسي للجزء الثابت لدفع الدوار للدوران.
كما أن فرشاة الكربون لها وظيفة تحسين الشرر. قد تتولد الشرر والأقواس بسبب انتقال التيار وانقطاعه. تتميز مواد الجرافيت المختلفة المستخدمة في فرش الكربون بموصلية كهربائية جيدة ومقاومة للتآكل، مما يمكن أن يقلل بشكل فعال من الشرر والأقواس في المحرك.

عند استبدال فرش الكربون، يجب مراعاة عوامل مثل التآكل والطول والشكل. مع زيادة وقت استخدام المحرك، فإن الاحتكاك بين فرشاة الكربون والدوار سوف يسبب درجة معينة من تآكل فرشاة الكربون. سوف يؤثر تآكل فرشاة الكربون على أداء واستقرار المحرك.
بشكل عام، عند ظهور فرشاة الكربون: يجب استبدالها عندما:

1. تآكل شديد (أقل من 1/3 الطول الأصلي)؛
2. الأضرار الجسيمة.
3. سطح الاتصال بين فرشاة الكربون وحلقة الانزلاق أقل من 70%، لذلك يجب استبدال فرشاة الكربون بأخرى جديدة. إذا كان طول فرشاة الكربون قصيرًا جدًا، فقد لا يمكن الوصول إلى الدوار، مما سيؤدي إلى عدم تدفق التيار بسلاسة ويؤثر على التشغيل العادي للمحرك.
بالإضافة إلى ذلك، إذا كانت فرشاة الكربون مكسورة أو مشوهة، فسيحدث اتصال ضعيف، ويجب استبدال فرشاة الكربون بفرشاة جديدة. ستؤثر سيناريوهات التطبيق المختلفة وتكرار الاستخدام على تكرار استبدال فرشاة الكربون. إذا كان التيار غير مستقر أو حدثت ضوضاء غير طبيعية أثناء استخدام الجهاز، فقد يكون ذلك أيضًا إشارة إلىاستبدل فرشاة الكربون.