مواد فرشاة الكربون

سنتحدث اليوم عن فرش الكربون للأدوات الكهربائية. تُستخدم فرش الكربون، أو ما يُعرف أيضًا بالفرشاة، على نطاق واسع في العديد من المعدات الكهربائية، حيث تعمل كطبقة تلامس انزلاقية. تتكون فرش الكربون المستخدمة في تصنيعها بشكل أساسي من الجرافيت، والجرافيت المُشبع، والجرافيت المعدني (الذي يحتوي على النحاس أو الفضة). هل لديك ما يكفي من فرش الكربون لتلبية احتياجاتك؟

📍 متى أحتاج إلى استبدال فرشاة الكربون؟
① إذا كانت الشرارة كبيرة، فإن فرشاة الكربون تحترق على سطح التلامس للدوار، لذا قم بإزالتها وامسحها بورق الصنفرة. قد يكون سبب الشرارة أيضًا هو استهلاك النحاس الموجود على محول الدوار، مما يؤدي إلى شرارة قصر كبيرة وانخفاض الأداء التوصيلي.
② لن يدور، فرشاة الكربون مستهلكة.
(3) في الحالتين السابقتين، أي فرشاة الكربون من النوع الزنبركي، يكون ضغط الزنبرك الواحد غير كافٍ، مما يؤدي إلى عدم إحكام اتصال فرشاة الكربون والدوار بدائرة قصر شرارة، يلزم سحب سلك النحاس لفرشاة الكربون، وإضافة زنبركين.
(4) الصفيحة النحاسية فوق فرشاة الكربون، الصفيحة النحاسية بدون موضع البطاقة قيد الاستخدام، دوران الصفيحة النحاسية يتسبب في شد السلك النحاسي أعلاه، لا يمكن لفرشاة الكربون أن تكون على اتصال وثيق بالدوار، الشرارة صغيرة، والحاجة إلى إزالتها ورجها.

📍 كيف تعمل فرشاة الكربون
محرك الفرشاة: تتكون جميع المحركات من جزء ثابت (ستاتور) وجزء دوار (روتور). في محرك التيار المستمر، لكي يدور الجزء الدوار، يجب تغيير اتجاه التيار باستمرار، وإلا فلن يدور إلا نصف دورة، تمامًا كدواسة الدراجة، حيث لا تستطيع القدم الواحدة الدوران إلا نصف دورة. لذا، يحتاج محرك التيار المستمر إلى تغيير اتجاه التيار في الجزء الدوار، أي عكس اتجاه موصل التيار. أما في المبدل، فعند وضع موصل موصول بتيار كهربائي في مجال كهرومغناطيسي، يتم قطع المجال المغناطيسي، مما يؤدي إلى دفع الموصل خارج المجال المغناطيسي الساكن. ويعود ذلك إلى انضغاط خطوط المجال المغناطيسي وتشوهها بفعل المجال الكهرومغناطيسي المحيط بالموصل، ثم تحاول هذه الخطوط العودة إلى شكلها المستقيم، وهو ما يُنتج قوى تجاذب وتنافر تُحرك المحرك. يتكون المبدل من جزأين نصف دائريين يفصل بينهما مادة عازلة. يدور الجزآن على التوالي للاتصال بفرشاة الكربون، ويتم توصيل فرشاة الكربون بشكل متكرر بجزء المبدل الذي يلبي قوة الدفع، بحيث يدور المحرك المتكرر.

📍 المشاكل التي تواجه استبدال فرشاة الكربون والحلول
المشكلة: 1- تآكل شديد في فرشاة الكربون
السبب:
أ. تأثير مادة فرشاة الكربون. تختلف تركيبة فرشاة الكربون باختلاف الشركات المصنعة والموديلات، كما يختلف معدل تآكلها. لذلك، عند استبدال فرشاة الكربون، اختر فرشاة من نفس العلامة التجارية.
ب. تشطيب سطح حلقة الانزلاق. كلما كان تشطيب سطح حلقة الانزلاق أفضل، قل معامل الاحتكاك وانخفض معدل تآكل فرشاة الكربون.
ج- تأثير ضغط الزنبرك. يؤدي ضغط الزنبرك المفرط إلى زيادة التآكل الميكانيكي لفرشاة الكربون؛ وفي الوقت نفسه، إذا كان ضغط الزنبرك منخفضًا جدًا، فعلى الرغم من أن الاحتكاك بين فرشاة الكربون وحلقة الانزلاق يكون ضئيلاً، إلا أن ضعف التلامس يسهل إنتاج شرارات، وهو أمر غير مرغوب فيه أيضًا؛
د. تأثير التيار. بشكل عام، بالنسبة لفرش الكربون الجرافيتي، يكون التيار المتدفق عبر فرشاة الكربون الموجبة أكبر من التيار المتدفق عبر فرشاة الكربون السالبة، لذلك يكون تآكل فرشاة الكربون الموجبة أكبر من تآكل فرشاة الكربون السالبة، ويكون تآكل حلقة الانزلاق الموجبة أكبر من تآكل حلقة الانزلاق السالبة.
الحل:
1- تحسين أداء التشحيم لفرشاة الكربون، بما في ذلك التشحيم الذاتي والتشحيم السطحي لفرشاة الكربون، ومقاومة درجات الحرارة العالية لمادة التشحيم المضافة؛
2- تحسين استقرار جودة فرشاة الكربون؛
3- تعزيز التآزر بين فرشاة الكربون والمبدل (المبدل)؛
4- ضمان استقرار أداء الزنبرك.

المشكلة رقم 2: حريق فرش الكربون
السبب:
أ. ناتج عن تيار زائد يمر عبر فرشاة الكربون؛
ب. بسبب بطاقة الكربون القابضة، حدث تلامس متقطع مع حلقة الانزلاق.
الحل:
1- انتبه لاختيار نموذج الأداء المناسب لفرشاة الكربون؛
2- تعزيز التشحيم الذاتي والتشحيم السطحي لفرشاة الكربون، ومقاومة درجات الحرارة العالية لمادة تقليل التآكل المضافة.

المشكلة رقم 3: درجة حرارة فرشاة الكربون مرتفعة
السبب:
أ. زيادة الحمل على نظام الإثارة؛
ب. سطح التلامس بين فرشاة الكربون وحلقة الانزلاق صغير؛
ج. جودة فرشاة الكربون نفسها.
الحل:
1- انتبه لاختيار نموذج الأداء المناسب لفرشاة الكربون؛
2- تعزيز التشحيم الذاتي والتشحيم السطحي لفرشاة الكربون، ومقاومة درجات الحرارة العالية لمادة تقليل التآكل المضافة.
3. انتبه لاختيار فرش الكربون ذات الجودة الثابتة.

المشكلة رقم 4: فرشاة الكربون متضررة بشدة
السبب:
أ. درجة حرارة عالية لفرشاة الكربون؛
ب. فرشاة الكربون غير مصقولة جيداً؛
ج. اهتزاز الوحدة كبير، وفرشاة الكربون عالقة في مقبض الفرشاة؛
د. جودة فرشاة الكربون رديئة.
الحل:
1- انتبه لاختيار نموذج الأداء المناسب لفرشاة الكربون؛
2- تعزيز التشحيم الذاتي والتشحيم السطحي لفرشاة الكربون، ومقاومة درجات الحرارة العالية لمادة تقليل التآكل المضافة.
3- اختر فرشاة كربونية ذات جودة موثوقة ومستقرة.

المشكلة رقم 5: قفز فرشاة الكربون
السبب: قد تكون فرشاة الكربون قد تفتتت إلى قطع صغيرة وسقطت في مقبض الفرشاة، أو لأسباب أخرى محتملة.
الحل:
1- انتبه لاختيار نموذج الأداء المناسب لفرشاة الكربون؛
2- اختر فرشاة كربونية ذات جودة موثوقة ومستقرة.
3- تعزيز التشحيم الذاتي والتشحيم السطحي لفرشاة الكربون، ومقاومة درجات الحرارة العالية لمادة تقليل التآكل المضافة.