Разбиране на дефектите на четките
Определение: Какво представляват дефектите на четката?
Дефекти на четката са проблеми с въглеродните или метало-графитните четки, които провеждат електрически ток между неподвижни и въртящи се компоненти в постояннотокови двигатели, променливотокови двигатели с навит ротор, генератори и плъзгащи пръстени. Често срещани дефекти включват износване на четките, неправилно поставяне, трептене (подскачане), искрене, замърсяване и проблеми с опъването на пружините. Тези дефекти създават електрически проблеми (лош пренос на ток, дъга), механични проблеми (вибрации от подскачане) и могат да доведат до повреда на комутатора или плъзгащите пръстени, ако не бъдат отстранени.
Въпреки че машините с четковиден тип стават все по-рядко срещани с разпространението на променливотокови асинхронни двигатели, разбирането на дефектите на четките остава важно за постояннотокови задвижвания, двигатели с намотан ротор, генератори и специализирано оборудване, където четките все още са съществени компоненти.
Често срещани дефекти на четките
1. Носене на четка
Нормален механизъм на износване, но може да се ускори:
- Нормално износване: Постепенна загуба на материал от триене, типично 1-2 мм на 1000 часа
- Ускорено износване: Висок ток, лошо смазване (липса на въглероден филм), замърсяване
- Симптоми: Четките са скъсени, приближавайки се до минимална дължина
- Последици: Слабо пружинно налягане при износване, лош контакт, повишено искрене
- Действие: Сменете, когато се износи до минимална дължина (обикновено от 1/3 до 1/2 от оригиналната дължина)
2. Тракане на четката (подскачане)
Четката периодично губи контакт:
- Причини: Недостатъчно пружинно налягане, неравномерен комутатор, вибрация, ексцентричен комутатор
- Симптоми: Видимо искри, чуто бръмчене или тракане, електрически шум
- Вибрация: Създава удари при честотата на преминаване на колекторната щанга
- Повреди: Ускорява износването на комутатора, създава щети от дъгова дъга
- Честота: Тракане обикновено в диапазона 100-1000 Hz
3. Лошо прилягане на четката
- Описание: Лицевата страна на четката не съответства на кривината на комутатора
- Причини: Новите четки не са сработили, неправилен монтаж, твърда четка
- Ефект: Намалена контактна площ, висока плътност на тока, локализирано нагряване
- Симптоми: Прекомерно искрене, горещи точки, бързо износване
- Решение: Правилна процедура за разработка, избор на клас четка, опорни камъни
4. Замърсяване
- Масло/грес: Намалява триенето, предотвратява образуването на въглероден филм, причинява следене
- Прах: Абразивните частици ускоряват износването
- Влажност: Предизвиква корозия, засяга електрическия контакт
- Натрупване на въглероден прах: Може да съкращава сегментите или да създава пътища за проследяване
5. Проблеми с пружината на четката
- Слаби пружини: Недостатъчно налягане, лош контакт, подскачане
- Счупени извори: Няма натиск, четката не докосва
- Неправилно налягане: Твърде високо (прекомерно износване) или твърде ниско (лош контакт)
- Корозия: Пружините корозираха, губейки еластичност
6. Искри и дъгови струи
- Видими искри на интерфейса между четката и колектора
- Причини: трептене, лош контакт, претоварване, повреда на комутатора
- Прогресивно повреждане: точкова повреда на колекторната повърхност
- Може да доведе до прескачане (дъга през множество сегменти)
Вибрационни сигнатури
Вибрации, свързани с четката
- Бърборене: Високочестотни вибрации (100-1000 Hz) от подскачане на четката
- Честота на колекторната лента: Брой колекторни пръти × Обороти / 60
- Електрически хармоници: Множество хармоници от дъгообразуване и прекъсване на тока
- Широколентов шум: Случайно високочестотно съдържание от искри
- Амплитудна модулация: Ако ексцентричността варира контактното налягане
Вторични механични ефекти
- Триенето на четките създава тангенциални сили
- Неравномерното износване на четката може да създаде дисбаланс-подобни симптоми
- Асиметрията на пружинното налягане влияе върху центрирането на ротора
Методи за откриване
Визуална проверка
- Дължина на четката: Измерете оставащата дължина, сменете, ако е необходимо < минимум
- Контактна повърхност: Трябва да е гладко, съобразно с комутатора
- Искрене: Наблюдавайте в затъмнена зона (лекото искрене е нормално, силното искрене е проблемно)
- Замърсяване: Проверете за натрупване на масло, прах, въглерод
- Състояние на пружината: Проверете дали пружините са непокътнати и осигуряват правилно опъване
Електрически тестове
- Съпротивление при контакт с четка: Трябва да е ниско и еднакво за всички четки
- Налягане на пружината: Измерете с пружинна скала (обикновено контактно налягане 1,5-3,5 psi)
- Пад на напрежението: През интерфейса четка-комутатор (трябва да бъде < 1V на четка)
Вибрации и акустика
- Измервания с високочестотен акселерометър
- Акустична емисия за откриване на дъги
- Ултразвуков мониторинг за корона или проследяване
- Спектрален анализ за честотата на комутаторната решетка
Термографско изображение
- Горещите четки показват лош контакт или претоварване
- Прегряващите точки на комутатора показват локализирани проблеми
- Температурен дисбаланс между комплектите четки
Поддръжка и корекция
Рутинна поддръжка на четката
- Честота на инспекциите: Месечно за критични машини, тримесечно за общи приложения
- Почистване: Почистете повърхността на колектора с прахосмукачка
- Проверка на дължината: Сменяйте четките при минимална дължина
- Опъване на пружината: Проверете правилното налягане
- Състояние на комутатора: Проверете за драскотини, хлъзгавини, високи пръти
Смяна на четка
- Използвайте правилния клас за приложението (консултирайте се с производителя)
- Сменете всички четки от комплекта заедно
- Осигурете правилното поставяне в четкодържачите
- Новите четки изискват период на разработка (24-48 часа) за пълно захващане.
- Проверете правилното налягане на пружината след монтажа
Поддръжка на колектора
- Почиствайте редовно с одобрени разтворители или камъни
- Завъртете (машинния) комутатор, ако е набразден или груб
- Подрязана слюда между прътите, ако е посочено
- Проверете за високи пръти, хлабави пръти, повредени сегменти
Най-добри практики за превенция
Оперативни практики
- Работете в рамките на номиналния ток, за да намалите нагряването на четките
- Избягвайте прекомерна честота на стартиране (пусковият ток натоварва четките)
- Поддържайте чиста околна среда (предотвратявайте замърсяване)
- Контролирайте влажността (твърде сухата или твърде влажна среда влияе върху контакта)
Избор и дизайн
- Посочете подходящ клас четка за приложение (мека/твърда, плътност на тока)
- Достатъчен брой четки за плътност на тока
- Правилен дизайн на държача на четката
- Помислете за безчеткови алтернативи за нови инсталации
Дефектите на четките, макар и специфични за машините с постоянен ток и машините с намотан ротор, представляват важни елементи от поддръжката, изискващи редовна проверка и подмяна. Разбирането на механизмите на износване на четките, правилните практики за поддръжка и диагностичните симптоми позволяват надеждна работа на четковите двигатели и предотвратяват електрическите и механичните повреди, които могат да възникнат от пренебрегната поддръжка на четките.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 