Hiểu về khuyết tật của chổi
Định nghĩa: Lỗi chổi là gì?
Các khuyết tật của chổi là các vấn đề ở chổi than carbon hoặc chổi than kim loại-graphite, bộ phận dẫn điện giữa các linh kiện tĩnh và quay trong động cơ DC, động cơ AC rotor dây quấn, máy phát điện và cụm vành trượt. Các lỗi thường gặp bao gồm mòn chổi than, lắp đặt không đúng cách, rung lắc (nảy), phát tia lửa điện, nhiễm bẩn và các vấn đề về độ căng lò xo. Những lỗi này gây ra các vấn đề về điện (truyền dòng điện kém, hồ quang), các vấn đề về cơ học (rung do nảy), và có thể dẫn đến hư hỏng cổ góp hoặc vành trượt nếu không được khắc phục.
Mặc dù máy loại chổi than đang trở nên ít phổ biến hơn do sự phổ biến của động cơ cảm ứng AC, việc hiểu rõ các khuyết tật của chổi than vẫn quan trọng đối với các bộ truyền động DC, động cơ rô-to dây quấn, máy phát điện và thiết bị chuyên dụng, trong đó chổi than vẫn là thành phần thiết yếu.
Các lỗi thường gặp của chổi
1. Mài mòn chổi
Cơ chế hao mòn bình thường nhưng có thể tăng tốc:
- Mặc bình thường: Mất vật liệu dần dần do ma sát, trung bình 1-2 mm trên 1000 giờ
- Mài mòn nhanh: Dòng điện cao, bôi trơn kém (không có màng cacbon), nhiễm bẩn
- Triệu chứng: Cọ ngắn lại, gần đạt đến độ dài tối thiểu
- Hậu quả: Áp lực lò xo yếu khi mòn, tiếp xúc kém, tăng tia lửa điện
- Hoạt động: Thay thế khi đã mòn đến độ dài tối thiểu (thường là 1/3 đến 1/2 độ dài ban đầu)
2. Chổi rung (Nảy)
Bàn chải bị mất tiếp xúc liên tục:
- Nguyên nhân: Áp suất lò xo không đủ, bộ chuyển mạch thô, rung động, bộ chuyển mạch lệch tâm
- Triệu chứng: Tia lửa điện có thể nhìn thấy, tiếng vo ve hoặc tiếng lạch cạch có thể nghe thấy, tiếng ồn điện
- Rung động: Tạo ra tác động ở tần số đi qua thanh góp
- Damage: Tăng tốc độ mài mòn bộ chuyển mạch, tạo ra hư hỏng hồ quang
- Tính thường xuyên: Tiếng ồn thường ở mức 100-1000 Hz
3. Vị trí đặt bàn chải kém
- Description: Mặt chổi không phù hợp với độ cong của bộ phận chuyển mạch
- Nguyên nhân: Chổi mới không chạy vào, lắp đặt không đúng cách, độ cứng của chổi
- Tác dụng: Diện tích tiếp xúc giảm, mật độ dòng điện cao, gia nhiệt cục bộ
- Triệu chứng: Tia lửa quá mức, điểm nóng, hao mòn nhanh
- Giải pháp: Quy trình chạy rà đúng cách, lựa chọn loại chổi, đá đặt
4. Ô nhiễm
- Dầu/Mỡ: Giảm ma sát, ngăn ngừa hình thành màng carbon, gây bám dính
- Bụi: Các hạt mài mòn làm tăng tốc độ mài mòn
- Độ ẩm: Gây ăn mòn, ảnh hưởng đến tiếp xúc điện
- Sự tích tụ bụi carbon: Có thể ngắn mạch giữa các đoạn hoặc tạo đường dẫn theo dõi
5. Các vấn đề về lò xo chổi than
- Lò xo yếu: Áp suất không đủ, tiếp xúc kém, nảy
- Suối nước nóng Broken Springs: Không có áp lực, bàn chải không tiếp xúc
- Áp suất không chính xác: Quá cao (mòn quá mức) hoặc quá thấp (tiếp xúc kém)
- Ăn mòn: Lò xo bị ăn mòn, mất độ đàn hồi
6. Tia lửa điện và hồ quang điện
- Tia lửa nhìn thấy được tại giao diện chổi than-cổ góp
- Nguyên nhân: rung lắc, tiếp xúc kém, quá tải, hỏng bộ chuyển mạch
- Hư hỏng tiến triển: bề mặt bộ chuyển mạch rỗ
- Có thể dẫn đến phóng điện hồ quang (hồ quang trên nhiều đoạn)
Chữ ký rung động
Rung động liên quan đến chổi
- Nói chuyện rôm rả: Rung động tần số cao (100-1000 Hz) từ chổi bật nảy
- Tần số thanh góp: Số thanh góp × Vòng/phút / 60
- Sóng hài điện: Nhiều sóng hài từ hồ quang và ngắt dòng điện
- Tiếng ồn băng thông rộng: Nội dung tần số cao ngẫu nhiên từ tia lửa
- Điều chế biên độ: Nếu độ lệch tâm thay đổi áp suất tiếp xúc
Hiệu ứng cơ học thứ cấp
- Ma sát của chổi tạo ra lực tiếp tuyến
- Việc mài mòn bàn chải không đều có thể tạo ra mất cân bằng-triệu chứng giống như
- Sự bất đối xứng áp suất lò xo ảnh hưởng đến việc định tâm rôto
Phương pháp phát hiện
Kiểm tra trực quan
- Chiều dài cọ: Đo chiều dài còn lại, thay thế nếu < tối thiểu
- Bề mặt tiếp xúc: Phải trơn tru, phù hợp với bộ chuyển mạch
- Lấp lánh: Quan sát ở khu vực tối (tia lửa nhẹ là bình thường, tia lửa mạnh là vấn đề)
- Sự ô nhiễm: Kiểm tra dầu, bụi, cặn carbon
- Tình trạng mùa xuân: Kiểm tra lò xo còn nguyên vẹn và cung cấp độ căng thích hợp
Kiểm tra điện
- Điện trở tiếp xúc của chổi: Nên thấp và đồng đều trên tất cả các cọ
- Áp suất lò xo: Đo bằng thang đo lò xo (thường là áp suất tiếp xúc 1,5-3,5 psi)
- Sụt áp: Qua giao diện chổi than-bộ chuyển mạch (nên là < 1V mỗi bàn chải)
Rung động và Âm thanh
- Đo gia tốc kế tần số cao
- Phát xạ âm thanh để phát hiện hồ quang
- Giám sát siêu âm để phát hiện corona hoặc theo dõi
- Phân tích phổ cho tần số thanh góp
Hình ảnh nhiệt
- Bàn chải nóng cho thấy tiếp xúc kém hoặc quá tải
- Các điểm nóng trên bộ chuyển mạch chỉ ra các vấn đề cục bộ
- Sự mất cân bằng nhiệt độ giữa các bộ cọ
Bảo trì và Sửa chữa
Bảo dưỡng chổi thường xuyên
- Tần suất kiểm tra: Hàng tháng cho các máy móc quan trọng, hàng quý cho các ứng dụng chung
- Vệ sinh: Hút bụi carbon, làm sạch bề mặt bộ chuyển mạch
- Kiểm tra độ dài: Thay thế chổi ở độ dài tối thiểu
- Độ căng của lò xo: Xác minh áp suất chính xác
- Điều kiện bộ chuyển mạch: Kiểm tra điểm, vết lõm, thanh cao
Thay thế chổi than
- Sử dụng đúng loại cho ứng dụng (tham khảo ý kiến nhà sản xuất)
- Thay thế tất cả các chổi trong một bộ cùng nhau
- Đảm bảo vừa vặn với giá đỡ chổi
- Chổi mới cần thời gian chạy rà (24-48 giờ) để bám chắc hoàn toàn
- Kiểm tra áp suất lò xo thích hợp sau khi lắp đặt
Bảo trì bộ chuyển mạch
- Vệ sinh thường xuyên bằng dung môi hoặc đá được phê duyệt
- Xoay bộ chuyển mạch (máy) nếu có rãnh hoặc thô
- Cắt mica giữa các thanh nếu được chỉ định
- Kiểm tra các thanh cao, thanh lỏng, các đoạn bị hư hỏng
Thực hành phòng ngừa tốt nhất
Thực hành vận hành
- Hoạt động trong phạm vi dòng điện định mức để giảm thiểu hiện tượng nóng chổi than
- Tránh tần suất khởi động quá mức (dòng điện khởi động gây căng thẳng cho chổi than)
- Duy trì môi trường sạch sẽ (ngăn ngừa ô nhiễm)
- Kiểm soát độ ẩm (quá khô hoặc quá ướt đều ảnh hưởng đến tiếp xúc)
Lựa chọn và Thiết kế
- Chỉ định loại chổi phù hợp để sử dụng (mềm/cứng, mật độ dòng điện)
- Số lượng chổi than phù hợp với mật độ dòng điện
- Thiết kế giá đỡ bàn chải phù hợp
- Hãy xem xét các giải pháp thay thế không chổi than cho các công trình lắp đặt mới
Các khuyết tật chổi than, mặc dù đặc trưng cho máy móc DC và rô-tơ dây quấn, là những hạng mục bảo trì quan trọng cần được kiểm tra và thay thế thường xuyên. Hiểu rõ cơ chế hao mòn chổi than, các biện pháp bảo trì đúng cách và các triệu chứng chẩn đoán giúp vận hành động cơ chổi than đáng tin cậy và ngăn ngừa hư hỏng về điện và cơ học có thể xảy ra do việc bảo trì chổi than bị bỏ bê.