הבנת פגמי מברשת
הגדרה: מהם פגמי מברשת?
פגמים במברשת הן בעיות במברשות פחמן או מתכת-גרפיט המובילות זרם חשמלי בין רכיבים נייחים ומסובבים במנועי DC, מנועי AC עם רוטור מלופף, גנרטורים ומכלולי טבעת החלקה. פגמים נפוצים כוללים שחיקה של מברשות, ישיבה לא נכונה, רטוט (קפיצות), ניצוצות, זיהום ובעיות מתח קפיץ. פגמים אלה יוצרים בעיות חשמליות (העברת זרם לקויה, קשת), בעיות מכניות (רטט מקפיצות), ויכולים להוביל לנזק לקומוטטור או לטבעת החלקה אם לא מתקנים.
בעוד שמכונות מסוג מברשות הופכות פחות נפוצות עם שכיחותם של מנועי אינדוקציה AC, הבנת פגמי מברשות נותרה חשובה עבור מנועי DC, מנועים בעלי רוטור מלופף, גנרטורים וציוד מיוחד שבו מברשות עדיין הן רכיבים חיוניים.
פגמי מברשת נפוצים
1. שחיקת מברשות
מנגנון בלאי רגיל אך ניתן להאיץ אותו:
- בלאי רגיל: אובדן חומר הדרגתי כתוצאה מחיכוך, 1-2 מ"מ לכל 1000 שעות אופייניות
- שחיקה מואצת: זרם גבוה, שימון לקוי (ללא שכבת פחמן), זיהום
- תסמינים: המברשות התקצרו, מתקרבות לאורך המינימלי
- השלכות: לחץ קפיץ חלש כאשר הוא שחוק, מגע גרוע, ניצוצות מוגברים
- פְּעוּלָה: יש להחליף כאשר הוא שחוק לאורך המינימלי (בדרך כלל 1/3 עד 1/2 אורך מקורי)
2. פטפוט מברשת (קפיצה)
המברשת מאבדת קשר לסירוגין:
- גורמים: לחץ קפיץ לא מספק, קומוטטור מחוספס, רֶטֶט, קומוטטור אקסצנטרי
- תסמינים: ניצוצות גלויים, זמזום או רטטו נשמעים, רעש חשמלי
- רֶטֶט: יוצר השפעות בתדירות מעבר מוט קומוטטור
- Damage: מאיץ את שחיקת הקומוטטור, יוצר נזק לקשת
- תֶדֶר: רטוט בדרך כלל בטווח של 100-1000 הרץ
3. ישיבה לקויה של המברשת
- תיאור: פני המברשת אינם תואמים את עקמומיות הקומוטטור
- גורמים: מברשות חדשות לא מופעלות, התקנה לא נכונה, דרגת מברשת קשה
- אֵפֶקְט: שטח מגע מופחת, צפיפות זרם גבוהה, חימום מקומי
- תסמינים: ניצוצות מוגזמים, נקודות חמות, בלאי מהיר
- פִּתָרוֹן: הליך הפעלה נכון, בחירת דרגת מברשת, אבני השמה
4. זיהום
- שמן/גריז: מפחית חיכוך, מונע היווצרות שכבת פחמן, גורם לעקיבה
- אָבָק: חלקיקים שוחקים מאיצים את הבלאי
- לַחוּת: גורם לקורוזיה, משפיע על מגע חשמלי
- הצטברות אבק פחמן: יכול לקצר בין מקטעים או ליצור נתיבי מעקב
5. בעיות קפיץ המברשת
- מעיינות חלשים: לחץ לא מספיק, מגע גרוע, קפיצות
- מעיינות שבורים: אין לחץ, המברשת לא נוגעת
- לחץ לא נכון: גבוה מדי (בלאי מוגזם) או נמוך מדי (מגע גרוע)
- קורוזיה: קפיצים נשחקו, מאבדים גמישות
6. ניצוצות וקשתות
- ניצוצות גלויים בממשק המברשת-קומוטטור
- סיבות: רטוט, מגע לקוי, עומס יתר, נזק לקומוטטור
- נזק מתקדם: משטח קומוטטור גומתי
- יכול להוביל לפלאשבק (קשת על פני מספר מקטעים)
חתימות רטט
רטט הקשור למברשת
- מִלמוּל: רטט בתדר גבוה (100-1000 הרץ) מקפיצוץ המברשת
- תדר סרגל קומוטטור: מספר מוטות קומוטטור × סל"ד / 60
- הרמוניות חשמליות: הרמוניות מרובות כתוצאה מקשת והפרעה בזרם
- רעש פס רחב: תוכן אקראי בתדירות גבוהה כתוצאה מהצתות
- אפנון משרעת: אם האקסצנטריות משתנה בלחץ המגע
השפעות מכניות משניות
- חיכוך המברשת יוצר כוחות משיקיים
- בלאי לא אחיד של המברשת עלול ליצור לְהוֹצִיא מְשִׁוּוּי מִשְׁקָלתסמינים דמויי-
- אסימטריה של לחץ הקפיץ משפיעה על מרכז הרוטור
שיטות גילוי
בדיקה חזותית
- אורך מברשת: מדוד את האורך שנותר, החלף אם < מינימום
- משטח מגע: צריך להיות חלק, תואם לקומוטטור
- ניצוצות: התבונן באזור חשוך (ניצוץ קל תקין, ניצוצות חזקים בעייתיים)
- נְגִיעוּת: בדוק אם יש הצטברות של שמן, אבק ופחמן
- מצב האביב: ודא שהקפיצים תקינים ומספקים מתח תקין
בדיקות חשמל
- התנגדות מגע מברשת: צריך להיות נמוך ועקבי בכל המברשות
- לחץ קפיץ: מדוד בעזרת משקל קפיץ (בדרך כלל לחץ מגע של 1.5-3.5 psi)
- ירידת מתח: על פני ממשק המברשת-קומוטטור (צריך להיות < 1V לכל מברשת)
רטט ואקוסטי
- מדידות תאוצה בתדר גבוה
- פליטה אקוסטית לגילוי קשתות
- ניטור אולטרסאונד לקורונה או מעקב
- ניתוח ספקטרום עבור תדר סרגל קומוטטור
הדמיה תרמית
- מברשות חמות מעידות על מגע לקוי או עומס יתר
- נקודות חמות על הקומוטטור מצביעות על בעיות מקומיות
- חוסר שוויון בטמפרטורה בין ערכות המברשות
תחזוקה ותיקון
תחזוקת מברשות שוטפת
- תדירות בדיקה: חודשי עבור מכונות קריטיות, רבעוני עבור יישומים כלליים
- ניקיון: שאבו אבק פחמן, נקו את משטח הקומוטטור
- בדיקת אורך: החלפת מברשות באורך המינימלי
- מתח קפיץ: ודא לחץ נכון
- מצב קומוטטור: בדוק אם יש ניקובים, פיטינגס ומוטות גבוהים
החלפת מברשות
- יש להשתמש בדרגה הנכונה ליישום (יש להתייעץ עם היצרן)
- החלפת כל המברשות בסט יחד
- יש לוודא התאמה נכונה במחזיקי המברשות
- מברשות חדשות דורשות תקופת הפעלה (24-48 שעות) עד שהן מתמקמות לחלוטין
- ודא לחץ קפיץ תקין לאחר ההתקנה
תחזוקת קומוטטור
- נקו באופן קבוע עם ממסים או אבנים מאושרים
- סיבוב קומוטטור (מכונה) אם מחורץ או מחוספס
- נציץ חתוך בין מוטות אם צוין
- בדוק אם יש מוטות גבוהים, מוטות רופפים, מקטעים פגומים
שיטות עבודה מומלצות למניעה
נוהלי תפעול
- פעל במסגרת הזרם המדורג כדי למזער את חימום המברשות
- הימנעו מתדירות התחלה מוגזמת (זרם התחלה מתוח על מברשות)
- שמירה על סביבה נקייה (מניעת זיהום)
- לשלוט בלחות (יבש מדי או רטוב מדי משפיע על המגע)
בחירה ועיצוב
- ציין את דרגת המברשת המתאימה ליישום (רך/קשה, צפיפות זרם)
- מספר מברשות מספק לצפיפות הזרם
- עיצוב נכון של מחזיק המברשות
- שקלו חלופות ללא מברשות להתקנות חדשות
פגמים במברשות, למרות שהם ספציפיים למכונות DC ולמכונות עם רוטור מלופף, מייצגים פריטי תחזוקה חשובים הדורשים בדיקה והחלפה שוטפות. הבנת מנגנוני בלאי של מברשות, שיטות תחזוקה נכונות ותסמיני אבחון מאפשרת פעולה אמינה של מנועים מסוג מברשות ומונעת את הנזק החשמלי והמכני שעלול להיגרם כתוצאה מתחזוקת מברשות מוזנחת.