Из чего делают щетки для электродвигателя?

Назначение, материал и устройство щеток электрических машин постоянного тока

В электрических двигателях и генераторах часто необходимо установить электрическое соединение между неподвижной и вращающейся частью устройства.

В случае статорной (т. е. неподвижной) основной обмотки электрической машины устройство от нее ответвлений для присоединения внешней неподвижной электрической системы осуществляется легко, в случае же роторной (т. е. вращающейся) основной обмотки возникает необходимость в устройстве скользящего электрического контакта, так как иначе роторная обмотка недоступна.

Скользящий электрический контакт может быть осуществлен двумя способами: либо в виде кольцевого скользящего контакта, либо в виде коллекторного скользящего контакта. В обоих случаях для работы электрической машины нужны специальные устройства — щетки.

Медные, железные и бронзовые щетки, которые очень хорошо выполняли свою работу в первых машинах постоянного тока в конце XIX века, оказались не очень хорошими материалами в отношении трения. Они быстро изнашивались и в новых конструкциях машин были заменены на угольные и графитовые.

В настоящее время для машин постоянного тока применяют почти исключительно угольные щетки с примесью графита, носящие, в зависимости от процентного содержания графита и от способа изготовления щеток, названия угольно-графитовых, графитовых, либо электрографитовых. Лишь для машин на небольшие напряжения, до 30 В, применяют металло-угольные щетки, дающие меньшее падение напряжения в контактном (переходном) слое на коллекторе.

Угольные щетки изготовляются из чистого графита, ретортного угля и сажи в разнообразных пропорциях. Уголь — самосмазывающийся материал, который не повреждает поверхность, о которую он трется, и не изнашивается быстро.

Графитовые щетки изготовляются из чистого природного графита. Графит измельчается в мелкий порошок, который затем прессуется под очень большим давлением в бруски нужных размеров. Уголь и графит являются отличными проводниками электрического тока.

Электрографитовые щетки — это, по существу, угольные щетки, но подвергнутые воздействию высокой температуры в электрической печи и превращенные таким образом в графитовые. Эти щетки обладают свойством очень хорошо пришлифовываться.

Металло-угольные щетки изготовляются из угля и меди, измельченной в мелкий порошок, иногда с прибавкой другого измельченного металла (чаще всего олова).

Изготовление этих щеток ведется таким образом, чтобы щетка обладала возможно лучшей проводимостью в осевом направлении, в котором проходит рабочий ток машины, и плохой проводимостью (большое электрическое сопротивление) в поперечном направлении, в котором происходит при коммутации замыкание добавочных токов коммутируемых секций.

Щетки для электрических машин стандартизованы.

Эта технология передачи энергии, которой уже более ста лет, широко используется и сегодня. Угольные щетки до сих пор можно найти во многих электродвигателях. Начиная с небольших двигателей в игрушках, электрических кухонных приборов, электрических стеклоподъемников, бритв, стиральных машин, фенов, пылесосов или электроинструментов (электродрелей, угловых шлифовальных машин, кусторезов, циркулярных пил и т. д.),

Щетки также применяются в бильших машинах постоянного тока в электровозах, подводных лодках и генераторах электростанций, а также в ветряных турбинах. Соответственно разнообразны геометрические и электрические характеристики угольных щеток.

Число зон (образующих цилиндрической поверхности коллектора) установки щеток на коллекторе обычно равно числу полюсов машины. Число щеток в каждой зоне зависит от величины тока и допустимой для данного сорта щетки плотности тока под щеткой, однако меньше двух щеток на зону можно встретить только в очень маленьких машинах, так как при одной щетке на зону трудно обеспечить надежность щеточного контакта.

Щетки, стоящие в одной и той же зоне, называются зонным комплектом щеток, а совокупность всех зонных комплектов данной машины — полным комплектом щеток.

Торцевую поверхность щеток со стороны, противоположной соприкосновению с коллектором, обычно обмедняют, иногда лудят. При небольшом токе отводимом щеткой, достаточно удовлетворительные условия отвода тока обеспечиваются поверхностью соприкосновения щетки со щеткодержателем и нажимной пружиной.

Щетки больших размеров снабжают плотно надетыми на них колпачками из листовой меди и прикрепленными к ним поводками из медных гибких канатиков соответствующих сечений, с наконечниками для присоединения под винтик к щеткодержателю или к детали, предназначенной для отвода от щетки тока. Колпачок щетки с канатиком называют арматурой щетки.

Щетки удерживаются в фиксированном относительно коллектора положении щеткодержателями, конструкции которых весьма разнообразны.

Если электрическая машина предназначается для обоих направлений вращения, то применяют радиальные щеткодержатели, обеспечивающие расположение щетки по радиусу коллектора. В машинах с одним определенным направлением вращения часто применяют щеткодержатели с некоторым наклоном щетки к радиусу.

Щеткодержатель для машин постоянного тока малой и средней мощности

Щеткодержатель крупной машины постоянного тока

Щеткодержатели одной зоны укрепляют на щеточных пальцах круглого или квадратного сечения либо на щеточных бракетах. Щеточные пальцы или бракеты разных зон установки щеток укрепляют на щеточных суппортах или щеточных траверсах, от которых они должны быть надежно изолированы. В свою очередь, щеточные траверсы крепят либо к подшипникам, либо к подшипниковым щитам, либо к ярму или, наконец, устанавливают независимо на фундаментную плиту машины (при больших длинах коллектора).

Важными условиями, которым должны удовлетворять щеточный суппорт или щеточная траверса, являются, безусловное отсутствие вибраций, доступность осмотра щеток и их регулировки, легкий съем отдельных щеткодержателей для ремонта и возможность одновременного поворота всей системы щеток для точной установки их в надлежащем для коммутации положении при сохранении полной концентричности щеткодержателей и коллектора.

Щетки, щеткодержатели, пальцы (или бракеты) и траверса (или суппорт) составляют так называемый токособирательный аппарат машины постоянного тока. В него входят также соединения между собой зонных комплектов щеток одной и той же полярности.

Для отвода тока щеточные пальцы и бракеты одноименных зон (т. е. одной и той же полярности, положительные или отрицательные) соединяют электрически друг с другом изолированным проводом соответствующего сечения.

Таким образом, получают два собирательных полных или неполных кольца, которые затем присоединяют посредством гибких кабелей соответствующего сечения к внешним зажимам машины. Последние крепят на особой доске зажимов либо к ярму, либо к фундаментной плите машины. Прикрытая защитной крышкой доска зажимов образует коробку зажимов.

Правильное применение и выбор щеток вместе с надлежащим техническим обслуживанием приводят к повышению производительности машины и снижению затрат на время простоя.

Поскольку трение, вызванное вращением устройства, вызывает абразивный износ, щетки необходимо периодически заменять. По этой причине были изобретены бесщеточные электродвигатели.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Онлайн помощник домашнего мастера

Щетки для электродвигателей: советы по выбору нужной модели, инструкция по замене и ремонту своими урками

В бытовых условиях мы очень часто используем электроинструмент. А что говорить о профессионалах, деятельность которых напрямую связана с применением разнообразных приборов с электродвигателем. В процессе интенсивной эксплуатации такие агрегаты очень часто изнашиваются, что приводит к поломке.

Часто причиной может выступать неисправность щеток. Для чего нужны щетки в электродвигателе, как они устроены, и что нужно сделать для замены, мы расскажем в данной статье.

Читайте также  Где больше углерода в чугуне или стали?

Краткое содержимое статьи:

В чем состоит назначение

Передача электроэнергии на якорные обмотки в электродвигателе производится при помощи коллекторного узла. Из-за вращения якоря в процессе работы электроинструмента для передачи нужен контакт. Причем он должен быть подвижным, а поэтому использование металла не допустимо. Ведь число оборотов значительно, что сопровождается сильным трением.

В таком случае при контакте металла с металлом происходил бы перегрев поверхностей. Коллектор достаточно быстро вышел бы из строя. Решить проблему удалось при помощи изготовления контакта из угля или графита.

Щетки в электродвигателе создают контакт скользящего типа. Они выступают элементом механизма, который позволяет перевести механическую энергию в электрическую.

Главное назначение щеток для электродвигателей состоит в снятии и подведении электротока на коллекторах, в том числе и от контактных колец.

Основные характеристики устройств

Щетки могут выпускаться вместе с проводниками. Их изготавливают из металла. Но существуют модификации и без проводников. Чтобы закрепить провод на конструкции щетки используется несколько разных вариантов – развальцовкой, впрессовкой, пайкой.

При этом сами тоководы различаются марками. Они могут быть многожильными из медной проволоки (МПЩ), гибкими, отличающимися плетением из аналогичной проволоки (ПЩ), универсальными с повышенной степенью гибкости (ПЩС).

Рассматривая описание щеток для двигателей, нужно отметить наличие наконечников контактного типа на проводе. Они необходимы для более качественного крепления болтами держателей, расположенных на щетках. Для удобства такие наконечники различаются по форме – вилочные, флажковые, двойные и пластинчатые.

Электрощетки должны обеспечивать заданный режим функционирования основного и вспомогательного электрооборудования с минимальными расходами на ремонтно-обслуживающие работы.

Поэтому к ним предъявляются определенные требования:

  • безопасность и надежность коммутационного контакта без искрения и риска замыкания на обмотках;
  • недопущение нарушений контактного прилегания с движущимися компонентами агрегата;
  • устранение потерь электроэнергии в контакте скользящего типа;
  • прочность к механическим воздействиям, сопротивление трению;
  • износоустойчивость материала.

Разновидности изделий

Для использования в промышленности и быту изготавливаются различные виды щеток для электродвигателей:

  • графитовые – производятся из графита с наполнителями, например сажей, обеспечивают легкую коммутацию в двигателях;
  • угольно-графитовые – они не слишком прочные, поэтому применяются в устройствах с минимальной нагрузкой механического типа;
  • электрографитовые – отличаются высокой прочностью, гарантируют контакт среднего уровня с повышенными токонагрузками;
  • медно-графитовые с медным, оловянным или графитовым порошком и наполнителями. Отличительными свойствами являются повышенная прочность, защищенность от проникновения газов и жидкостей, работа со сложными контактами.

Особенности подбора

Планируя покупку, следует подробно изучить, как выбрать щетки для электродвигателя. Если установленные щетки износились, то целесообразно определить их основные параметры, что поможет в последующем правильно заменить устройства. Важны также геометрические формы, размер, марка графита.

Не следует забывать и о типе провода, а также его сечении. Если подобрать точное совпадение по марке не удастся – не отчаивайтесь. Следует взять аналог с тем же уровнем твердости и допустимым режимом работы. А вот по сечению имеются определенные нюансы – толщина проводника должна быть равной оригиналу и соотноситься по степени гибкости.

Если вы выбираете графитовые щетки, то учитывайте, что они могут быть жесткими и мягкими. При этом медь на коллекторе также отличается по жесткости. Когда вы выбираете несовпадающие варианты, то один из элементов будет выходить из строя быстрее из-за высокой силы трения и износа.

Щетки различаются и по уровню активного сопротивления. Это важно знать для расчета параметров обмоток и характеристик ПРУ. Щеточный узел должен работать согласованно. Поэтому следует учесть особенности прижимного блока, характеристики направляющих и контактных групп.

От степени прижима зависит надежность работы. Если прижатие чрезмерное, то коллектор и щеточный блок могут перегреваться, а при недостаточной степени прижима возможно искрение.

На фото щеток для электродвигателей представлены разные их модификации. Однако не все из них могут применяться в конкретных условиях. Например, не рекомендуется монтировать в электроинструменте генераторные модификации медно-графитовых изделий. Чрезмерный перегрев и высокие токи приведут к проблемам с работоспособностью обмоток.

Причины неисправностей и замены

Роль щеток в электродвигателе неоспорима. Поэтому целесообразно минимизировать действие факторов, которые приводят к их неисправности.

В частности, опасность вызывает такое явление, как искрение щеток. Оно проявляется по таким причинам:

  • Нагар и грязь на коллекторе. Требуется произвести очистку при помощи наждачки-нулевки.
  • Накопление графитовой пыли или медного порошка, приводящее к замыканию контактов. При помощи ножа или другой острой детали все перемычки целесообразно оперативно удалить.
  • Если контакты различаются по уровню сопротивления, неверно подобраны щетки по основным параметрам, то это способно вызвать искрение. В таком случае потребуется замена щеток для электродвигателей своими руками или обращение в сервисный центр.
  • Полная выработка ресурса. Это также потребует замены щеток.
  • Замыкание на межвитковом участке обмоток якоря – для исправления ситуации необходимо проверить работоспособность якоря и поменять его при необходимости.

Даже если щетки подобраны правильно, рекомендуется выделить время на их притирку. Для этого целесообразно запускать мотор вхолостую, не нагружая его. Также коллектор должен регулярно очищаться, а использование специальных смазок поможет продлить срок службы всей конструкции.

Щетки электродвигателя: назначение, виды, замена

Коллекторный узел электродвигателя необходим, чтобы передать электроэнергию на обмотки якоря. Так как якорь производит вращательное движение во время работы, передача осуществляется через специальный контакт. Для организации подвижного контакта во всех бытовых и промышленных двигателях не используют пластины из металла. Это обусловлено высокими оборотами, при которых трение металла об металл производило бы дополнительный нагрев рабочей поверхности и быструю выработку коллектора. Поэтому в качестве контакта был выбран графит либо уголь. Получил он название — электрическая щетка.

Щетки электродвигателя

Контакт скользящего типа, предназначенный для подведения и отведения электричества на коллекторах либо кольцевых контактах всех типов электрических машин (электродвигатели и генераторы), получил название электрощетки.

Щетки электродвигателя выпускают как с проводниками из металла, так и без них. Закрепление провода в щетке выполняют методом развальцовки, впрессовки либо при помощи пайки. Тоководы щеточные бывают таких марок:

  • МПЩ – специальный тип провода многожильный, изготовленный из проволоки медной;
  • ПЩ – гибкий тип провода медного проволочного плетения;
  • ПЩС – провод универсальный с повышенным показателем гибкости.

На подводящем проводе предусмотрены контактные наконечники. С помощью них провод закрепляется болтом щеточного держателя. Наконечники бывают вилочного, флажкового, двойного и пластинчатого типа.

Виды щеток

Существует несколько классов щеток, удовлетворяющих разным коммутационным условиям:

  • Графитовые щетки. Изготовлены они на основе графита с добавлением наполнителя в виде сажи и других веществ. Предназначены щетки для коммутации легкой степени в генераторах и двигателях. Выпускаются марок ЭГ61А и Г20.
  • Угольно-графитового типа. Щетки малой прочности для небольших механических нагрузок. Марки Г21, Г22.
  • Электрографитного типа. Щетки повышенной механической прочности, насыщенные углеродом. Выполняют коммутацию средней степени сложности. Выдерживают большие токовые нагрузки. Бывают марок ЭГ2А, ЭГ74, ЭГ14, ЭГ4, ЭГ841.
  • Металло-графитового типа (меднографитовые щетки для электродвигателей). Основным компонентом щетки является медный, оловянный и графитовый порошок. К ним идут разные наполнители. Щетки обладают высокой прочностью, не пропускают газовую и жидкую среду. Применимы в высокой и средней сложности условиях коммутации. Обеспечивают функционирование генераторов низкого напряжения. Марки имеют МГ, МГС, МГС 5, МГС 20, МГС 51, МГСОА, МГСО, МГСО1М, М1А, М1.
Читайте также  Как паять smd компоненты обычным паяльником?

Описанные щеточные контакты применимы в промышленности, для бытового оборудования выпускают щетки марок Г33МИ, Г33, Г30, Г31.

Выбор щеточного контакта

Самое важное при подборе щеток электродвигателя — знать параметры выработанных щеток. Кроме геометрических размеров, новая щетка должна совпадать по марке графита, типу и сечению провода. Необязательно брать ту же марку, как у оригинала, но твердость щетки электродвигателя и режимы работы должны совпадать. Толщина провода не должна быть меньше оригинала, а гибкость соответствовать. Основные ошибки при подборе щеточного контакта:

  • Установка более жесткого графитового контакта туда, где использовались более мягкие. Результатом может стать быстрый износ коллектора.
  • Установка «универсальных» щеток повсеместно. Это может нарушить режим работы устройства.
  • Ориентировка при покупке щетки на маркировку графита сбоку старой щетки электродвигателя. Маркировка графита – это не маркировка параметров контакта!

Почему щетки искрят

Искрение щеток, скользящих по коллектору, закономерно, ведь в момент перехода от одной ламели к другой происходит дуговой микроразряд. При правильном функционировании двигателя, исправности и соответствии всех элементов оно едва уловимо глазом. Но если сильно искрит щетка электродвигателя, причина говорит о неполадках в работе. Игнорирование этого процесса чревато выходом из строя якоря.

Причины, из-за которых искрят щетки, следующие:

  • Образование нагара либо загрязнений на коллекторе. Возможно при продолжительной работе двигателя без технического обслуживания на контактах коллектора образовалась тонкая пленка из нагара. Она имеет повышенное сопротивление, что приводит к искрообразованию. Устранить неполадку можно, обработав коллектор наждачной бумагой нулевой зернистости (в направлении, куда вращаются щетки).
  • Замыкание соседних контактов коллектора пылью от графита или мелким медным порошком. В этом случае в цепях возрастают токи, что приводит к сильному искрообразованию. Перемычки следует аккуратно устранить острым предметом.
  • Неправильный подбор параметров щеток. В результате несоответствия сопротивления контактов также будут искры на коллекторе. Нужно заменить графитовые щетки, основываясь на технической документации двигателя.
  • Выработка щеток.
  • Межвитковое замыкание в обмотках якоря. Проверить якорь и заменить в случае неисправности.

Замена щеток электродвигателя

Менять щетки необходимо тогда, когда от рабочей части осталось не менее трети, а также следовать правилам:

  • Подбирать щетки, соответствующие параметрам предыдущих.
  • Проводить визуальный осмотр коллектора и чистку при надобности.
  • Если рабочая поверхность щеток имеет скос, не путать его расположение.
  • Дать щеткам время на притирку, включая мотор без нагрузок, и затем удалить притирочную пыль с коллектора.

Заключение

Кроме всех перечисленных мероприятий по уходу за щетками, также существуют специальные смазки коллекторного узла. Они позволяют снизить механическую нагрузку на контакт и препятствуют образованию нагара.

Щетки для электроинструмента: назначение, выбор и замена

В строительстве электроинструмент является незаменимым помощником. Используется он при сверлении отверстий, вбивании гвоздей и др. Все электроинструменты оборудованы специальными щётками, назначение которых заключается в передачи электрического тока. Снимая напряжение со статора, щётки подают его на коллектор ротора/якоря, что требуется для создания вращения. Таким образом, щётки применяются в качестве токоподвода и при этом обладают необходимыми свойствами для выдерживания механических нагрузок в ходе вращения якоря.

Изготавливаются, как правило, из угля или графита. В основной материал могут быть добавлены различные примеси, для соответствия продукции определённым стандартам. Например, есть угольные щетки, выполненные из материалов, снижающих искрообразование во время работы. Но, в основном, главная цель изготовителей – увеличение срока эксплуатации. Для большей продолжительности работы щёток, не следует давать слишком высокие нагрузки на электроинструмент. К разновидностям деталей относятся:

  • Угольные щетки;
  • Омедненные;
  • Угольно-графитные;
  • Медно-угольные;
  • Графитные;
  • Медно-графитные.

Широкий выбор щёток для электроинструмента не гарантирует их высокое качество. Неспециалисту трудно выявить подделку из-за множества различных нюансов. Поэтому такие детали лучше приобретать у авторизированных дилеров и менять их в соответствующих сервисных центрах. Это будет гарантией качественной установки с проверкой общего состояния инструмента и его щёточного узла.

Рекомендации по выбору

При подборе щёток, в первую очередь следует обращать внимание на материал для их изготовления: здесь важна хорошая проводимость электричества и прочность (твёрдость) самого изделия, влияющая на его долговечность. Одной из важных характеристик деталей является активное сопротивление, которое учитывается при расчёте данных по обмотке двигателя и номиналу пускорегулирующих устройств. Этим требованиям полностью отвечают угольные щетки. Угольному материалу характерно дополнительное преимущество: при появлении дуги напряжения, не происходит приваривание к металлическим поверхностям (при работе двигателя дуга электричества возникает довольно часто).

Многие фирменные угольные щетки комплектуются механизмом автоматического отключения: в деталь устанавливается специальная пружина с непроводящим наконечником, выполненным из керамики. Достигнув определённого уровня износа, пружина выталкивает наконечник и электроинструмент выключается. При износе, без данного механизма, на коллектор может воздействовать пружина щёткодержателя или поводок щётки, приводя к поломке якоря (рекомендуется время от времени проводить анализ состояния щёточного узла и самих щёток).

Наименьшим сроком службы характеризуются генераторные щётки. Такие детали, кроме собственного износа, негативно влияют и на работу двигателя. Выполнены эти изделия из почти чистой меди, при незначительном добавлении угольных компонентов, графита и других примесей. Данные детали рассчитаны на величину тока, соответствующую величине в генераторах (значительно большей, по сравнению с двигателем). Ставить их в электроинструменты нельзя: такие действия могут сразу вызвать короткое замыкание цепи. Если же якорь успеет поработать, то большое напряжение и повышенная температура выведут обмотку из строя, из-за чего потребуется дорогостоящий ремонт.

Важно! Медь коллектора якоря может быть твёрдой или мягкой. Для мягкой меди нужно выбирать специальные мягкие щётки. Если в данном случае установить жёсткие изделия, то коллектор за короткий срок может полностью износиться, и потребуется ремонт по замене якоря. При установке мягких деталей на жёсткий коллектор — из строя выйдут сами щётки.

Замена щёток

Для правильной работы инструмента важна точная настройка щёточного узла, включающего прижимное устройство, контактную группу и направляющий профиль. Для электроинструментов невысокого класса иногда используют бесконтактные щёткодержатели. При неправильной регулировке прижима щётки, коллектор, а также щёточный узел могут перегреться, приводя к неисправности якоря.

Изготовленные заводом-производителем, данные детали часто характеризуются небольшим сроком службы. В этой связи многие профессиональные инструменты оборудованы клапаном доступа. Эта технология позволяет менять детали без особого труда. Однако подходят такие графитовые щётки только моделям, которым они были предназначены. В случае экстренного ремонта, некоторые мастера извлекают данные детали из рабочего устройства и переставляют его на нерабочее, подгоняя размеры с помощью напильника. Этот способ для широкого использования не подходит и вряд ли даст хороший результат при эксплуатации изделия. Главный признак того, что ресурс данных деталей подходит к концу – яркое свечение через корпус. Механизм шлифмашины охлаждается, пропуская сквозь себя воздух вместе с частицами абразива, что постепенно разрушает материал щёток.

Для замены потребуется выполнить следующие действия:

  1. Открутив крышку отсека, извлеките всё, что осталось от данных деталей. Якорь и остальные части электроинструмента, скорее всего, разбирать не потребуется. Закрепляются угольные щетки в подпружиненных щёткодержателях или в латунных стаканах. Чтобы пружины в ходе ремонта не упёрлись в стенки коллектора, предусмотрены специальные штырьки для парковки.
  2. Снимите щётки вместе с держателем. Процесс деформации может отражаться неравномерно: выработка зависит от положения деталей по отношению к струе воздушно-абразивной смеси.
  3. С помощью штангенциркуля замерьте извлечённые детали и сравните их размер с новыми запчастями. При необходимости, более крупные щётки можно доработать наждачкой (зернистость 150), а также плоским надфилем.
  4. Сравните положение вывода контактных проводов. Если запчасти не подходят, может потребоваться дополнительное вырезание канавки для проводков.
  5. Установите запасную деталь и присоедините провода к соответствующим клеммам. При необходимости можно использовать старые провода, припаяв их к новым изделиям.
Читайте также  Трещина на блоке двигателя что делать?

После установки проверьте работу инструмента: новые детали не должны искрить, и рабочий звук должен быть ровным, без резких перепадов.

Какие бывают щетки для электродвигателей и как они маркируются

Сложно представить жизнь современного человека без применения электрических машин. Они прочно вошли в нашу жизнь, это устройства, помогающие в хозяйстве и на кухне — комбайны, мясорубки и прочее, а в мастерских применяются шуруповерты, дрели и другой электроинструмент. В бытовых и промышленных приборах часто применяется коллекторный электродвигатель. При его работе происходит износ щеточно-коллекторного узла. Для ремонта этого узла нужно разбираться в маркировке щеток электродвигателей, о чем мы и расскажем в этой статье.

  • Назначение щеточного узла
  • Классификация и маркировка
  • По каким критериям выбирают щетки
  • Расшифровка маркировки

Назначение щеточного узла

Щеточно-коллекторный узел предназначен для передачи электроэнергии к обмоткам вращающегося якоря. В нём в качестве подвижного скользящего контакта выступают щетки, которые изнашиваются из-за большого трения и высоких оборотов электродвигателя. Поэтому к материалу, из которого они изготовлены, предъявляются особые требования. Он подбирается таким образом, чтобы не было перегрева в месте контакта.

Электрощетки используются не только на коллекторных двигателях, но и на синхронных машинах и асинхронных двигателях с фазным ротором, где вместо коллектора установлены медные кольца.

Они должны обеспечивать:

  • Надежное соединение с ламелями коллектора или кольцами, при этом искрение и риск замыкания обмоток должен быть минимальным.
  • Наименьшее сопротивление в месте контакта скользящего типа.
  • Устойчивость к трению. Износоустойчивость материала должно обеспечивать работоспособность продолжительное время.

Классификация и маркировка

Промышленность выпускает разные виды электрощеток. Они подразделяются по условиям эксплуатации:

  • Угольно-графитовые, имеют небольшую прочность, применяются в устройствах с небольшой механической нагрузкой. Применяется маркировка Г21, Г22.
  • Графитовые. Изготавливаются из графита с наполнителем из сажи или других веществ. Обеспечивают коммутацию небольших токов в генераторах и двигателях. Используется маркировка Г20, ЭГ61А. Корейская компания освоила и запатентовала графитовые щетки, имеющие обозначение KPNG, которые имеют повышенный срок службы, что повышает надежность аппаратуры и увеличивает межремонтный срок.
  • Электрографитовые – имеют повышенную механическую прочность. При изготовлении материал насыщается углеродом. Обеспечивают коммутацию токов большой величины. Производятся марки ЭГ, ЭГ74, ЭГ2А, ЭГ14, ЭГ841 и т.п.
  • Меднографитовые (металло-графитовые). В состав щеток включен наполнитель из меди, серебра, олова и графитового порошка. Имеют большую прочность, стойкие к загазованным и жидким средам. Применяются для коммутации в условиях средней и высокой сложности. Используется маркировка МГ, МГС, МГС, МГС20, МГС51, МГСО, МГСО1М, М1А, М1.

По каким критериям выбирают щетки

На основании действующего ГОСТ 12232-89, согласно которому промышленность выпускает щетки, устанавливаемые в электродвигатель, можно подобрать необходимое изделие.

Чтобы правильно их выбрать необходимо знать параметры:

  • Материал, из которого изготовлен контакт (марка щетки).
  • Размеры: глубина, ширина, длина. Причем длина может иметь незначительные отличия в сторону увеличения или уменьшения.
  • Исполнение детали (конфигурация или тип). Определяют исполнение – с проводником или нет, где должен быть прикреплен, из какого материала изготовлен и какой должен быть наконечник для подсоединения (кольцо или «вилка» и пр.).

Эти сведения представлены в соответствующих справочниках по двигателям или маркировке их комплектующих. Ниже, как образец представлена только небольшая часть таблицы. Согласно этой информации производится подбор графитовых щеток по размерам и выводящими проводниками.

Расшифровка маркировки

Отечественная маркировка щеток для электродвигателей включает в себя полную информацию об изделии, например:

ЭГ-14 20*32*40 К1-3

Расшифровка маркировки щетки будет выглядеть следующим образом:

  • ЭГ-14 – материал, из которого изготовлена щетка;
  • 20*32*40 – размеры;
  • К1-3 – конфигурация (определяется по таблице).

При этом в справочниках имеется дополнительная информация, где указываются параметры для каждого вида щеток.

Согласно информации по назначению и размерам в справочниках, можно подобрать щетки для электроинструмента, в котором применен коллекторный двигатель. При этом следует учитывать, что маркировка у них различная.

Для перфоратора, дрели, миксера и болгарки могут быть как одинаковые, так и разные марки щеток, так как у этих приборов разная нагрузка и обороты. Это необходимо учитывать при замене, а не выбирать только по габаритам.

Если двигатель имеет особенности в конструкции, можно при заказе задать требуемые параметры:

  1. Количество токоподводящих проводников, а также их длину и сечение.
  2. Конфигурацию контакта подключения и накладки.

Зачастую фирмы производители электроинструмента предоставляют таблицу марок или каталожных номеров, в которой отображают информацию, для какого прибора какая щетка подходит. Ниже приведена таблица соответствия для электроинструмента фирмы «Макита», где указывается тип инструмента и маркировка установленных щеток.

Следующие две таблицы помогут подобрать комплектующие на двигатели электроинструмента фирмы Bosch. В верхней графе указаны типы щеток с маркировкой по номерам (#1, #2, #3 … #15) и их каталожные номера, вертикальными столбцами указываются модели электроинструмента и также их номера.

При подборе необходимо иметь представление, в чем состоит отличие угольных от графитовых и других типов электрощеток. Неправильно выбранные комплектующие может привести к выходу из строя коллектора, и электродвигатель быстро придет в негодность или просто вновь установленные детали быстро сотрутся.

Теперь вы знаете, какая существует маркировка щеток двигателей и как выбрать подходящие электрощетки по нужный инструмент. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!