直流電気機械のブラシとブラシホルダー：目的、材質、種類、装置
電気モーターや発電機では、多くの場合、装置の固定部分と回転部分の間に電気接続を確立する必要があります。
電気機械のステータ (つまり、固定) 主巻線の場合、そこから分岐を配置して外部の固定電気システムに接続するのは簡単ですが、ロータ (つまり、回転) 主巻線の場合は、スライド電気接点を配置する必要があります。そうしないと、回転子巻線が使用できなくなるからです。
電気滑り接点は、リング滑り接点として、またはコレクタ滑り接点としての 2 つの方法で実装できます。どちらの場合も、電気機械の操作には特別な装置、つまりブラシが必要です。
最初の電気機械では、ブラシは銅板または細いワイヤーから組み立てられたパッケージであり、その名前の由来となっています。
現代の機械のブラシは、石炭、黒鉛、または銅の粉末からプレスされた立方体であるため、その名前に恥じませんが、その名は残りました。
銅、鉄、青銅のブラシは、19 世紀後半の最初の DC 機械では非常にうまく機能しましたが、摩擦の点ではあまり良い材料ではないことが判明しました。これらはすぐに摩耗してしまうため、新しい機械設計では石炭やグラファイトに置き換えられます。
現在 DC機用 ほぼ独占的に使用される グラファイトを配合したカーボンブラシ、グラファイトの割合とブラシの製造方法に応じて、カーボングラファイト、グラファイト、またはエレクトログラフの名前が付けられます。最大 30 V の低電圧マシンにのみ、金属カーボン ブラシが使用され、接触 (遷移) 層での電圧降下が低くなります。 コレクターで.
カーボンブラシ 純粋なグラファイト、レトルトカーボン、およびカーボンブラックをさまざまな割合で使用します。石炭は自己潤滑性の材料であり、摩擦する表面を傷つけず、すぐに摩耗しません。
グラファイトブラシ 純粋な天然グラファイトで作られています。グラファイトは微粉末に粉砕され、次に非常に高い圧力下で所望のサイズのロッドにプレスされます。石炭と黒鉛は優れた電気伝導体です。
エレクトログラファイトブラシ これらは本質的にはカーボンブラシですが、電気炉内で高温にさらされることでグラファイトに変換されます。これらのブラシは非常に優れた研削特性を持っています。
カーボンブラシ 石炭と銅を細かい粉末に粉砕して作られ、場合によっては別の粉砕金属（ほとんどの場合錫）が添加されます。
これらのブラシの製造は、機械の動作電流が流れる軸方向ではブラシが可能な限り最高の導電性を持ち、横方向では導電性が低くなる（高い電気抵抗）ように行われます。含まれるセクションの追加電流は転流中に閉じられます。
電動機用ブラシを標準化。それらは、硬度、接点での過渡電圧降下、および許容電流密度によって特徴付けられます。
このエネルギー伝送技術は 100 年以上前からあり、現在でも広く使用されています。カーボンブラシは今でも多くの電気モーターに使用されています。おもちゃの小型モーターから始まり、電気キッチン器具、電動窓、シェーバー、洗濯機、ヘアドライヤー、掃除機、または電動工具 (電気ドリル、アングル グラインダー、ルーター、丸鋸など)、
ブラシは、電気機関車、潜水艦、発電所の発電機の大型直流機械や風力タービンでも使用されています。したがって、カーボンブラシの幾何学的および電気的特性は異なります。
コレクタ上のブラシのアセンブリのゾーン (コレクタの円筒面を形成する) の数は、通常、機械の極の数と同じです。各ゾーンのブラシの数は、特定の種類のブラシで許容される電流値とブラシの下の電流密度によって異なりますが、各ゾーンに 2 つ未満のブラシがあるのは、1 つあたり 1 つのブラシしかないため、非常に小型の機械でのみ見つかります。ゾーンではブラシ接触の信頼性を確保することが困難です。
同じゾーンにあるブラシはゾーン ブラシ セットと呼ばれ、特定のマシンのすべてのゾーン セットのセットは完全なブラシ セットと呼ばれます。
ブラシのコレクタと接触する側の反対側の端面には通常銅メッキが施され、場合によっては錫メッキが施されます。ブラシによって引き出される電流が小さい場合、ブラシのブラシホルダおよび圧縮バネとの接触面によって、電流の排出に十分満足できる条件が提供される。
大きなブラシには、銅板でできたキャップがしっかりと取り付けられており、適切な部分の柔らかい柔軟なケーブルでできたワイヤーが取り付けられており、ネジの下でブラシホルダーまたは排水用の部品に固定するための先端が付いています。ブラシ電流。ロープブラシキャップはブラシアームと呼ばれます。
ブラシはコレクタに対して固定位置に保持されます。 ブラシホルダー、そのデザインは非常に多様です。
電気機械が両方向の回転用に設計されている場合は、コレクタの半径に沿ったブラシの位置を確保する放射状ブラシ ホルダーが使用されます。回転方向が 1 つだけの機械では、半径に対してブラシをある程度傾けてブラシ ホルダーが使用されることがよくあります。
低および中電力 DC マシン用のブラシ ホルダー
DCマシン用大型ブラシホルダー
シングルゾーンブラシホルダーは、円形または四角形のブラシフィンガーまたはブラシフィンガーに取り付けられます。 ブラシクランプ… さまざまなブラシ領域のブラシフィンガーまたはクランプが強化されています ブラシサポートまたはブラシスリーパーそこから確実に隔離する必要があります。
次に、偶数マクラギは、ベアリング、エンドシールド、ヨークのいずれかに取り付けられ、最終的には独立して機械のベースプレート（長いコレクタの場合）に取り付けられます。
ブラシ サポートまたはブラシ クロスヘッドが満たさなければならない重要な条件は、振動が絶対にないこと、ブラシの確認と調整が容易であること、修理のために個々のブラシ ホルダーを簡単に取り外せること、ブラシ システム全体を同時に回転させてブラシ システムに正確に取り付けることができることです。ブラシホルダーとコレクタの完全な同心性を維持しながら、正しい整流位置を維持します。
ブラシ、ブラシ ホルダー、フィンガー (またはクランプ)、およびトラバース (またはサポート) は、DC マシンのいわゆる集電装置を構成します。これには、同じ極性のゾーン ブラシ セット間の接続も含まれます。
電流を排出するには、同じ名前のゾーン (つまり、正または負の同じ極性) のブラシ フィンガーとクランプが、対応するセクションの絶縁ワイヤで互いに電気的に接続されます。
このようにして、2 つの完全または部分的な収集リングが得られ、適切な断面のフレキシブル ケーブルによって機械の外部端子に接続されます。後者は、特別なクランプボード上でヨークまたは機械のメインプレートに固定されます。端子台は保護カバーで覆われ、端子箱を形成します。
適切なブラシの塗布と選択を適切なメンテナンスと組み合わせることで、機械のパフォーマンスが向上し、ダウンタイムのコストが削減されます。
装置の回転による摩擦により摩耗が生じるため、ブラシは定期的に交換する必要があります。そのため、 ブラシレスモーター.