Что делают щетки в двигателе? Функции, характер износа и выбор замены

Когда стиральная машина внезапно останавливается в середине цикла, обычно подозревают не обмотку двигателя или конденсатор. Часто это два небольших блока углерода, которые изношены до доли своей первоначальной длины. Щетки в этом двигателе представляли собой детали, передающие ток во вращающийся якорь, и после многих лет использования срок их службы просто подошел к концу. Это обычная закономерность для любого коллекторного двигателя: щетки работают постоянно, изнашиваются и со временем требуют замены. Понимание того, как щетки работают в двигателе, позволяет диагностировать неисправности, выбирать правильный тип замены и избегать преждевременного выхода двигателя из строя.

Основная работа щетки в двигателе

Щетки представляют собой скользящие электрические контакты, которые создают путь с низким сопротивлением между неподвижным кабелем и подвижным коллектором или контактными кольцами на роторе. Их работа – не просто пропускать ток; они также регулируют время протекания тока в каждой обмотке, что называется коммутацией. Без щеток коллекторный двигатель не мог бы создавать постоянный крутящий момент, поскольку обмотки ротора не получали бы мощность в нужные моменты.

• Проведите ток от статора к коллектору ротора.
• Контролируйте время коммутации каждой обмотки.
• Поддерживайте постоянное контактное давление на вращающуюся поверхность.
• Помогите рассеять тепло и сформировать восковой налет, который смазывает контактную поверхность.

Почему углерод является предпочтительным контактным материалом

Соединения на основе углерода используются потому, что они сочетают электропроводность с самосмазывающимися свойствами. В отличие от металлических щеток, нагар изнашивается постепенно и образует тонкую пленку на коллекторе, уменьшая трение и искрение. Медные или серебряные щетки могли бы проводить лучше, но они привариваются к коллектору и создают короткие замыкания. Умеренная твердость углерода и высокая температура плавления делают его практичным выбором для большинства двигателей переменного/постоянного тока.

Фраза «угольная щетка» на самом деле охватывает семейство материалов, включающее угольно-графитовый, медно-графитовый и электрографитовый. Каждая формула настроена на определенный баланс проводимости, скорости износа и контактного сопротивления.

Что происходит при износе щеток

По мере износа щеток давление пружины уменьшается, поэтому точка контакта становится нестабильной. Это приводит к искрению между щеткой и коллектором. Дуга создает тепло и может прожечь канавки в медных сегментах коммутатора. Во многих случаях двигатель останавливается из-за того, что щетка больше не достигает коллектора, а не из-за выхода из строя обмотки.

В двигателе, оснащенном щеткой диаметром 15 мм, щетка, изношенная до 4 мм, зачастую не может поддерживать надежный контакт. Двигатель все еще может вращаться при малой нагрузке, но под нагрузкой он будет колебаться, искрить или полностью отключаться. Именно поэтому производители устанавливают рекомендуемую минимальную длину щетки.

Как оценить щетку перед заменой

Перед заменой щеток измерьте оставшуюся длину. Производители указывают минимальную длину щетки, обычно около 30% нового размера. Также осмотрите коммутатор на наличие следов подгорания, задиров или ослабленных жил. Если коллектор поврежден, одни только новые щетки не решат проблему.

1. Отключите питание и снимите крышку щетки.
2. Измерьте длину щетки штангенциркулем.
3. Сравните ее с минимальной длиной, указанной на этикетке двигателя.
4. Осмотрите поверхность щетки на наличие сколов или неравномерного износа.
5. Проверьте коммутатор на наличие обесцвечивания или канавок.

Щетки в бытовой технике

В стиральных машинах щетки пропускают большой ток через барабанный двигатель во время отжима. Они испытывают высокую влажность и частые старт-стопные условия. Изношенная щетка в стиральной машине может привести к остановке барабана в середине цикла или срабатыванию термозащиты. Замена щеток – это плановый ремонт, позволяющий избежать замены всего мотора.

Угольные щетки для стиральных машин для барабанных двигателей Эти щетки предназначены для барабанных двигателей стиральных машин, обеспечивая стабильную мощность и плавное вращение. Они подходят для замены изношенных щеток, которые вызывают остановку в середине цикла или перегрев. Посмотреть продукт →

Если вы работаете с двигателем стиральной машины, прочитайте наше руководство по как определить и заменить угольные щетки стиральной машины прежде чем заказывать детали.

Щетки в автомобильных двигателях

В автомобильных двигателях используются десятки небольших двигателей со щетками: двигатели стеклоочистителей, двигатели вентиляторов, стеклоподъемники и стартер. Каждый из этих двигателей имеет свой класс щеток. Например, двигатели стеклоочистителей работают под дождем, снегом и дорожной солью, поэтому материал щеток должен противостоять влаге и обеспечивать стабильный крутящий момент на низкой скорости. Изношенная щетка электродвигателя стеклоочистителей может привести к замедлению движения дворников или их остановке.

Угольные щетки для двигателя стеклоочистителя автомобильного типа Эти угольные щетки созданы для двигателей стеклоочистителей и обеспечивают надежную проводимость и крутящий момент в любую погоду. Они устойчивы к влаге и помогают поддерживать стабильную работу стеклоочистителей. Посмотреть продукт →

Щетки в электроинструментах

В электроинструментах, таких как дрели, шлифовальные машины и циркулярные пилы, используются сильноточные щетки, которые должны выдерживать сильную вибрацию и сильное искрение. Класс кисти выбирается в соответствии со скоростью инструмента и силой тока. Когда электроинструмент начинает слабеть или коммутатор становится синим, виноваты часто щетки. Быстрая замена восстанавливает работоспособность инструмента за небольшую часть стоимости нового инструмента.

Универсальная замена угольных щеток для электроинструментов Эти угольные щетки совместимы с различными электроинструментами, такими как дрели и шлифовальные машины, восстанавливая производительность при слабом питании или искрении. Они являются экономичной альтернативой замене инструмента. Посмотреть продукт →

Если вы хотите понять основы перед покупкой, прочитайте нашу статью о что такое угольные щетки для электроинструментов и как они работают .

Выбор правильного класса кисти

Различные применения двигателей требуют разных материалов щеток. Более мягкие сорта работают тише и быстрее изнашиваются, что подходит для бытовой техники, которая редко работает непрерывно. Более твердые марки электрографита выдерживают более высокие токовые нагрузки и лучше сохраняют форму, что делает их распространенными в промышленных двигателях. В таблице ниже приведены типичные факторы выбора.

Практические советы по выбору и установке

Когда вы покупаете сменные щетки, обратите внимание на сорт и твердость. Мягкие щетки работают тише, но изнашиваются быстрее; более жесткие щетки служат дольше, но более агрессивны по отношению к коллектору. Также проверьте давление пружины; щеткодержатель должен прилагать правильное усилие. Всегда устанавливайте щетки так, чтобы скошенная поверхность совпадала с направлением вращения коллектора.

Если вы не можете найти точную марку, выберите известную марку углеграфита от производителя, специализирующегося на моторных щетках. Поставщик, имеющий сертификаты IATF 16949 и ISO 9001, обычно может предоставить отслеживаемый материал и постоянную твердость. Это важно, поскольку неподходящие щетки могут привести к неравномерному износу и быстрому выходу из строя.

Щетки — небольшой, но важный компонент коллекторных двигателей. Они проводят ток, контролируют коммутацию и предсказуемо изнашиваются. Понимая, что делают щетки и как их проверять, вы сможете продлить срок службы двигателя и избежать ненужной замены. Независимо от того, обслуживаете ли вы стиральные машины, автомобильные двигатели или электроинструменты, первая проверка щеток часто является самым быстрым способом решения проблемы с отсутствием запуска или низкой производительностью.