ブラシの欠陥を理解する
定義: ブラシ欠陥とは何ですか?
ブラシの欠陥 DCモーター、巻線型ACモーター、発電機、スリップリングアセンブリにおいて、固定部品と回転部品の間で電流を伝導するカーボンブラシまたは金属グラファイトブラシに問題があります。一般的な欠陥としては、ブラシの摩耗、不適切な取り付け、チャタリング（バウンス）、火花、汚染、バネ張力の問題などが挙げられます。これらの欠陥は、電気的な問題（電流伝達不良、アーク放電）、機械的な問題（バウンスによる振動）を引き起こし、適切に対処しないと整流子やスリップリングの損傷につながる可能性があります。.
AC 誘導モーターの普及によりブラシ型マシンは一般的ではなくなってきていますが、ブラシが依然として重要なコンポーネントである DC ドライブ、巻線ローター モーター、発電機、および特殊機器にとっては、ブラシの欠陥を理解することは依然として重要です。.
一般的なブラシの欠陥
1. ブラシの摩耗
通常の摩耗メカニズムですが、加速される可能性があります。
- 通常着用: 摩擦による材料の漸進的な損失、典型的には1000時間あたり1～2 mm
- 加速摩耗: 高電流、潤滑不良（カーボン膜なし）、汚染
- 症状： ブラシが短くなり、最小の長さに近づきました
- 結果： 摩耗するとスプリングの圧力が弱くなり、接触不良となり、火花が増加する
- アクション： 最小の長さ（通常は元の長さの1/3～1/2）まで摩耗したら交換してください。
2. ブラシのチャタリング（跳ね返り）
ブラシが断続的に接触を失う:
- 原因: スプリング圧力不足、整流子の粗さ、, 振動, 、偏心整流子
- 症状： 目に見える火花、聞こえるブザー音やガラガラ音、電気ノイズ
- 振動： 整流子バー通過周波数で衝撃を発生
- ダメージだ： 整流子の摩耗を加速し、アーク放電による損傷を引き起こす
- 頻度： チャタリングは通常100～1000 Hzの範囲で発生します
3. ブラシの取り付け不良
- 説明 ブラシ面が整流子の曲率に適合していない
- 原因: 新しいブラシが慣らし運転されていない、不適切な取り付け、硬いブラシグレード
- 効果： 接触面積の減少、高電流密度、局所加熱
- 症状： 過度の火花、高温箇所、急速な摩耗
- 解決策 適切な慣らし運転手順、ブラシのグレードの選択、石の取り付け
4. 汚染
- オイル/グリース: 摩擦を減らし、炭素膜の形成を防ぎ、トラッキングを引き起こします
- ほこり： 研磨粒子は摩耗を加速させる
- 水分： 腐食を引き起こし、電気接触に影響を与える
- 炭素ダストの蓄積: セグメント間のショートやトラッキングパスの作成が可能
5. ブラシスプリングの問題
- 弱いバネ: 圧力不足、接触不良、跳ね返り
- 壊れたスプリングス： 圧力がかからず、ブラシが接触していない
- 圧力が正しくありません: 高すぎる（過度の摩耗）または低すぎる（接触不良）
- 腐食： バネが腐食して弾力性が失われている
6. 火花とアーク放電
- ブラシと整流子の界面で目に見える火花
- 原因: チャタリング、接触不良、過負荷、整流子の損傷
- 進行性損傷：整流子表面の孔食
- フラッシュオーバー（複数のセグメントにわたるアーク）を引き起こす可能性がある
振動シグネチャ
ブラシ関連の振動
- チャタリング： ブラシの跳ね返りによる高周波振動（100～1000 Hz）
- 整流子バー周波数: 整流子バーの数 × RPM / 60
- 電気高調波: アーク放電と電流遮断による多重高調波
- 広帯域ノイズ: スパークからのランダムな高周波成分
- 振幅変調: 偏心によって接触圧力が変化すると
二次的な機械的影響
- ブラシの摩擦により接線方向の力が生まれる
- ブラシの摩耗が不均一になると、 アンバランスのような症状
- スプリング圧力の非対称性がローターのセンタリングに影響を与える
検出方法
目視検査
- ブラシの長さ: 残りの長さを測り、 < 最小
- 接触面: 滑らかで整流子に沿う
- スパーク： 暗い場所で観察する（軽い火花は正常、激しい火花は問題あり）
- 汚染： オイル、ほこり、カーボンの蓄積を確認する
- 春の状態: スプリングが損傷していないこと、適切な張力を与えていることを確認する
電気テスト
- ブラシ接触抵抗: すべてのブラシで低く、一貫している必要があります
- スプリング圧力: バネ秤で測定（通常1.5～3.5psiの接触圧力）
- 電圧降下: ブラシ・整流子インターフェース（ ブラシあたり1V未満）
振動と音響
- 高周波加速度計測定
- アーク放電検出のためのアコースティックエミッション
- コロナまたは追跡のための超音波モニタリング
- 整流子バー周波数のスペクトル解析
熱画像
- ブラシが熱くなると接触不良または過負荷を示します
- 整流子のホットスポットは局所的な問題を示している
- ブラシセット間の温度不均衡
メンテナンスと修正
定期的なブラシのメンテナンス
- 検査頻度: 重要なマシンの場合は毎月、一般的なアプリケーションの場合は四半期ごと
- クリーニング： カーボンダストを掃除機で除去し、整流子の表面を清掃する
- 長さチェック: ブラシは最小の長さで交換してください
- スプリング張力: 正しい圧力を確認する
- 整流子条件: 傷、穴、バーの高さをチェックする
ブラシの交換
- 用途に応じて適切なグレードを使用してください（メーカーにお問い合わせください）
- セット内のすべてのブラシをまとめて交換する
- ブラシホルダーに適切にフィットすることを確認する
- 新しいブラシは完全に馴染むまで慣らし期間（24～48時間）が必要です
- 取り付け後に適切なスプリング圧力を確認してください
整流子のメンテナンス
- 承認された溶剤または石で定期的に清掃してください
- 溝や粗さがある場合は、整流子を回す（機械で回転させる）
- 指定されている場合、バー間のマイカをアンダーカットします
- 高いバー、緩んだバー、損傷したセグメントがないか確認する
予防のベストプラクティス
運用慣行
- ブラシの加熱を最小限に抑えるために定格電流内で動作してください
- 始動頻度を高くしすぎないようにする（始動電流はブラシに負担をかける）
- 清潔な環境を維持する（汚染を防ぐ）
- 湿度をコントロールする（乾燥しすぎたり、湿りすぎたりすると接触に影響します）
選択と設計
- アプリケーションに適したブラシグレード（ソフト/ハード、電流密度）を指定します。
- 電流密度に適したブラシの数
- 適切なブラシホルダーの設計
- 新規設備にはブラシレスの代替品を検討
ブラシの欠陥はDCモータや巻線ロータモータに特有のものですが、定期的な点検と交換が必要な重要なメンテナンス項目です。ブラシの摩耗メカニズム、適切なメンテナンス方法、そして診断症状を理解することで、ブラシ付きモータの信頼性の高い動作が可能になり、ブラシのメンテナンスを怠ることで発生する可能性のある電気的および機械的損傷を防ぐことができます。.
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