ทำความเข้าใจข้อบกพร่องของแปรง
ข้อบกพร่องของแปรง เป็นปัญหาในแปรงคาร์บอนหรือโลหะ-กรไฟต์ที่นำกระแสไฟฟ้าระหว่างส่วนคงที่และส่วนหมุนของมอเตอร์ DC มอเตอร์ AC ที่มีโรเตอร์ขดลวด เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และชุดประกอบแหวนลื่น ข้อบกพร่องทั่วไปคือการสึกหรอของแปรง การนั่งที่ไม่เหมาะสม การสั่น (กระเด้น) ประกายไฟ การปนเปื้อน และปัญหาความตึงของสปริง แต่ละอย่างสร้างปัญหามากกว่าหนึ่งด้าน: ไฟฟ้า (การถ่ายโอนกระแสไม่ดีและการเกิดอาร์ค) กลไก (การสั่นสะเทือน จากการกระเด้น) และ — หากปล่อยให้ไม่ได้รับการแก้ไข — ความเสียหายรองต่อคอมมิวเตเตอร์หรือแหวนลื่น
เครื่องจักรชนิดแปรงกำลังค่อยๆ ถูกแทนที่ด้วยมอเตอร์เหนี่ยวนำไฟฟ้า AC แต่ยังห่างไกลจากการสูญหาย ไดรฟ์ DC มอเตอร์แบบกระดองจาก เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และอุปกรณ์พิเศษชนิดต่างๆ ยังคงอาศัยแปรง ดังนั้นการจดจำข้อบกพร่องของแปรงจึงยังคงเป็นส่วนสำคัญของ การวินิจฉัยมอเตอร์ไฟฟ้า and of any ข้อบกพร่องทางไฟฟ้า การสอบสวนระบบการหมุนวน
1. ข้อบกพร่องของแปรงแบบทั่วไป
Brush Wear
การสึกหรอบ้างส่วนเป็นเรื่องปกติ แต่อาจเร่งตัวมากขึ้น:
- Normal wear: สูญเสียวัสดุแบบค่อยเป็นค่อยไปจากความเสียดทาน — มีอัตราประมาณ 1–2 มิลลิเมตร ต่อ 1000 ชั่วโมง
- การสึกหรอที่เร่งขึ้น: ขับเคลื่อนโดยกระแสไฟฟ้าสูง การหล่อลื่นไม่เพียงพอ (ไม่มีฟิล์มคาร์บอนเพื่อป้องกัน) หรือการปนเปื้อน
- อาการ: แปรงมีความยาวลดลงอย่างชัดเจนและเข้าใกล้ความยาวขั้นต่ำของแปรง
- ผลที่ตามมา: แรงดันสปริงอ่อนลง เมื่อแปรงลดลง ส่งผลให้สัมผัสไม่ดีและมีไฟฟ้าแารมากขึ้น
- การกระทำ: เปลี่ยนเมื่อสึกหรอจนถึงความยาวขั้นต่ำ โดยทั่วไปเท่ากับหนึ่งในสามถึงครึ่งหนึ่งของความยาวเดิม
การสั่นของแปรง (การเด้ง)
ที่นี่แปรงสูญเสียสัมผัสกับสับเปลี่ยนอย่างเป็นระยะ:
- สาเหตุ: แรงดันสปริงไม่เพียงพอ สับเปลี่ยนที่หยาบ ภายนอก การสั่นสะเทือนหรือสับเปลี่ยนที่มีความเยื้องศูนย์กลาง
- อาการ: การเกิดประกายไฟที่มองเห็นได้ เสียงหึ่งหรือเสียงสั่นที่ได้ยิน เสียงไฟฟ้ารบกวน
- การสั่นสะเทือน: การสั่นสร้างแรงกระแทกที่ความถี่การผ่านแท่งของสับเปลี่ยน
- ความเสียหาย: เร่งการสึกหรอของสับเปลี่ยนและสร้างความเสียหายจากอาร์กอง
- ความถี่: การสั่นของแปรงโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 100–1000 เฮิรตซ์
การจับแปรงไม่ดี
- คำอธิบาย: หน้าแปรงไม่สอดคล้องกับความโค้งของสับเปลี่ยน
- สาเหตุ: แปรงใหม่ที่ยังไม่ได้ใช้งาน การติดตั้งไม่ถูกต้อง หรือเลือกความแข็งของแปรงที่มากเกินไป
- ผล: พื้นที่สัมผัสลดลง ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าสูงในพื้นที่ที่เล็ก และการให้ความร้อนที่เข้มข้น
- อาการ: การวาด/จุดใจความร้อนและการสึกหรอแบบรวดเร็ว
- สารละลาย: ขั้นตอนการปฐมนิเทศที่เหมาะสม การเลือกระดับแปรงที่ถูกต้อง และการใช้หินเคาะ
การปนเปื้อน
- น้ำมันและจารบี: ลดแรงเสียดทาน ป้องกันการเกิดฟิล์มคาร์บอน และทำให้เกิดการแผ่กระแสไฟฟ้า
- ฝุ่น: อนุภาคที่มีลักษณะขัดขูดซึ่งเร่ง สวมใส่.
- ความชื้น: ส่งเสริมการผุกร่าน และรบกวนการสัมผัสทางไฟฟ้า
- การสะสมของเศษคาร์บอน: สามารถลัดวงจรระหว่างเซกเมนต์หรือสร้างเส้นทางการติดตามได้
ปัญหาสปริงแปรง
- Weak springs: ความดันไม่เพียงพอ การสัมผัสที่ไม่ดี และการกระดิก
- สปริงแตกหัก: ไม่มีความดันเลย ดังนั้นแปรงจึงหยุดสัมผัส
- ความดันไม่ถูกต้อง: ความดันสูงเกินไปทำให้สึกหรอมากเกินไป ต่ำเกินไปทำให้สัมผัสไม่ดี
- การกัดกร่อน: สปริงที่ผุกร่านจะสูญเสียความยืดหยุ่น
การวาด/จุดใจความร้อนและการเกิดส่วนโค้ง
- มีประกายจริงที่พื้นผิวสัมผัสระหว่างแปรงและคอมมิวเตเตอร์
- สาเหตุรวมถึงการสั่นเทียม การสัมผัสที่ไม่ดี โหลดเกิน และความเสียหายของคอมมิวเตเตอร์
- ความเสียหายเป็นแบบค่อยเป็นค่อยไป ทำให้พื้นผิวคอมมิวเตเตอร์เกิดรูเล็ก
- ในกรณีที่เลวร้ายที่สุด มันนำไปสู่การเกิดฟลฟชโอเวอร์ ส่วนโค้งสะพานหลายเซกเมนต์
2. ลายเซ็นการสั่นสะเทือน
การสั่นสะเทือนที่เกี่ยวข้องกับแปรง
- การพูดพล่อยๆ: การสั่นความถี่สูงในย่านความถี่ 100–1000 Hz เนื่องจากแปรงกระดิก
- ความถี่ของแท่งคอมมิวเตเตอร์: จำนวนแท่งคอมมิวเทเตอร์ × RPM / 60
- ฮาร์มอนิกส์ทางไฟฟ้า: a family of ฮาร์โมนิกส์ จากการแสบและการหยุดชะงักของกระแสไฟฟ้าซ้ำๆ
- สัญญาณรบกวนแบบแถบกว้าง: เนื้อหาความถี่สูงแบบสุ่มที่เกิดจากการโปรยสปาร์ก
- การมอดูเลชั่นแอมพลิจูด: ปรากฏขึ้นหากความเยื้องศูนย์ทำให้ความดันสัมผัสเปลี่ยนแปลงครั้งต่อหนึ่งรอบการหมุน
ผลกระทบทางกลรอง
- แรงเสียดทานของแปรงสร้างแรงสัมผัสบนคอมมิวเทเตอร์
- การสึกหรอของแปรงที่ไม่สม่ำเสมอสามารถผลิต ความไม่สมดุล-เหมือนอาการ
- แรงกดสปริงที่ไม่สมมาตรสามารถรบกวนการจัดศูนย์กลางของโรเตอร์ได้
เนื่องจากลักษณะเด่นหลายประการนี้ทับซ้อนกับความถี่ของความผิดพลาดทางกลศาสตร์ที่แท้จริง ปัญหาแปรงจึงเป็นแหล่งกำเนิดแบบคลาสสิกของความสับสนในการวินิจฉัย ซึ่งเป็นการเตือนใจเสมอว่าต้องยืนยันความถี่แท่งคอมมิวเทเตอร์ก่อนที่จะตำหนิแบริ่ง
3. วิธีการตรวจจับ
การตรวจสอบภาพ
- Brush length: วัดความยาวคงเหลือและแทนที่เมื่อต่ำกว่าค่าต่ำสุด
- พื้นผิวสัมผัส: ควรเรียบและปกติสอดคล้องกับคอมมิวเทเตอร์
- การเกิดประกายไฟ: สังเกตในพื้นที่มืด — สปาร์กเบาๆ เป็นเรื่องปกติ สปาร์กหนักคือปัญหา
- การปนเปื้อน: ตรวจสอบการสะสมของน้ำมัน ฝุ่น และคาร์บอน
- สภาพสปริง: ตรวจสอบว่าสปริงสมบูรณ์และให้แรงตึงที่ถูกต้อง
การทดสอบไฟฟ้า
- ความต้านทานการสัมผัสของแปรง: ควรต่ำและสอดคล้องกันในแปรงทั้งหมด
- แรงกดสปริง: วัดด้วยสเกลสปริง — โดยปกติแล้ว 1.5–3.5 psi ของแรงกดสัมผัส
- Voltage drop: ทั่วอินเตอร์เฟซแปรง-คอมมิวเตเตอร์ โดยปกติแล้วต่ำกว่า 1 V ต่อแปรง
วิธีการด้านการสั่นสะเทือนและอะคูสติก
- High-frequency เครื่องวัดความเร่ง การวัดเพื่อจับผลกระทบของการตกกระแทก
- การปล่อยเสียงอะคูสติก สำหรับตรวจจับการปล่อยประกายไฟ
- การตรวจสอบด้วยอัลตราโซนิก สำหรับการปล่อยคำสั่ง corona หรือการติดตาม
- การวิเคราะห์สเปกตรัม เพื่อแยกความถี่ bar ของคอมมิวเตเตอร์
การถ่ายภาพความร้อน
- แปรงที่ร้อนบ่งชี้ว่าสัมผัสไม่ดีหรือโอเวอร์โหลด
- จุดร้อนบนคอมมิวเตเตอร์ชี้ไปที่ปัญหาในพื้นที่
- เทอร์โมกราฟี สามารถเปิดเผยความไม่สมดุลของอุณหภูมิระหว่างชุดแปรง
4. การวัดการสั่นสะเทือนของแปรงในสนาม
เมื่อเครื่องแบบแปรงสงสัยว่าตกกระแทกหรือปล่อยประกายไฟ การทดสอบที่สมควรคือการวัดการสั่นสะเทือนความถี่สูงที่เรือนเก็บแปรง-เกียร์ เครื่องวิเคราะห์แบบพกพาสองช่อง เช่น บาลานเซ็ต-1A ช่วยให้คุณจับสเปกตรัมและยืนยันว่าเส้นพลังงานสอดคล้องกับความถี่ผ่าน bar ของคอมมิวเตเตอร์หรือรูปแบบการปล่อยประกายไฟแบบบรอดแบนด์หรือไม่ ใช้ร่วมกับการตรวจสอบเชิงวิชาการในที่ปิดมืดและการทดสอบแรงดันไฟฟ้า-ลดลง ช่วยแยกความแตกต่างระหว่างข้อบกพร่องของแปรงที่แท้จริงกับปัญหาที่ไม่เกี่ยวข้องกับลูกปืนหรือการสมดุล — และหลังจากที่แปรงใหม่ได้รับการติดตั้งแล้ว ยืนยันว่าเนื้อหาความถี่สูงได้ลดลงกลับไปที่พื้นฐาน การติดตามการอ่านเหล่านั้นภายใน การตรวจสอบสภาพ programme turns a reactive replacement into a planned one.
5. การบำรุงรักษาและการแก้ไข
การบำรุงรักษาแปรงตามปกติ
- ความถี่ของการตรวจสอบ: รายเดือนสำหรับเครื่องสำคัญ รายไตรมาสสำหรับการใช้งานทั่วไป — เข้ากันได้อย่างสมบูรณ์แบบกับ การตรวจสอบเป็นระยะเวลา-เส้นทาง.
- การทำความสะอาด: ดูดฝ่ายฝุ่นแคร์บอนและทำความสะอาดพื้นผิวคอมมิวเตเตอร์
- Length check: เปลี่ยนแปรงเมื่อถึงความยาวต่ำสุด
- แรงตึงในสปริง: ตรวจสอบความดันที่ถูกต้อง
- สภาพของคอมมิวเตเตอร์: ตรวจสอบการบาดแผล แนวบุ๋มและแถบสูง
การเปลี่ยนแปรง
- ใช้เกรดที่ถูกต้องตามการใช้งาน — ปรึกษาผู้ผลิต
- เปลี่ยนแปรงทั้งชุดพร้อมกัน
- ตรวจสอบการติดตั้งให้พอดีในที่เก็บแปรง
- อนุญาตให้แปรงใหม่มีช่วงเวลาการสัตสำหรับ 24–48 ชั่วโมงเพื่อนั่งตัวให้แน่นอน
- ตรวจสอบแรงตึงในสปริงอีกครั้งหลังการติดตั้ง
การบำรุงรักษาคอมมิวเตเตอร์
- ทำความสะอาดเป็นประจำด้วยตัวทำละลายหรือหินที่ได้รับการอนุมัติ
- กลึงคอมมิวเตเตอร์หากมีร่องหรือขรุขระ
- ขุดลึกไมการะหว่างแท่งตามที่ระบุ
- ตรวจสอบแถบสูง แถบหลวม และส่วนที่เสียหาย
6. แนวปฏิบัติป้องกันที่ดีที่สุด
แนวทางปฏิบัติในการปฏิบัติงาน
- ใช้งานภายในกระแสไฟฟ้า額定เพื่อจำกัดความร้อนของแปรง
- หลีกเลี่ยงความถี่การเริ่มต้นที่มากเกินไป — กระแสไฟฟ้าเริ่มต้นจะส่งความเค้นไปยังแปรง
- รักษาสภาพแวดล้อมให้สะอาดเพื่อป้องกันการปนเปื้อน
- ควบคุมความชื้น อากาศที่แห้งเกินไปหรือชื้นเกินไปจะลดคุณภาพการติดต่อ
การคัดเลือกและการออกแบบ
- ระบุเกรดแปรงที่เหมาะสม — อ่อนหรือแข็ง — ตามความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้า
- ให้จำนวนแปรงที่เพียงพอสำหรับกระแสไฟฟ้า
- ใช้การออกแบบตัวยึดแปรงที่เหมาะสม
- พิจารณาทางเลือกแบบไร้แปรงถ่านสำหรับการติดตั้งใหม่
ความเสียหายของแปรง แม้ว่าจะเฉพาะเจาะจงกับเครื่องจักรแบบ DC และแบบ wound-rotor แต่เป็นรายการบำรุงรักษาที่สำคัญซึ่งจ่ายคืนโดยการตรวจสอบเป็นประจำและการเปลี่ยนแปรงในเวลาที่เหมาะสม ความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับกลไกการสึก แนวปฏิบัติบำรุงรักษาที่ดี และการรู้จำอาการวินิจฉัยจะช่วยให้มอเตอร์แบบแปรงทำงานได้อย่างเชื่อถือ และป้องกันความเสียหายทางไฟฟ้าและเชิงกลที่ตามมาจากแปรงที่ถูกละเลย
