Em um motor CC escovado, por que as escovas têm molas?

Ao tentar entender os motores DC escovados, este post foi muito útil, mas ainda tenho algumas perguntas fundamentais sobre o mecanismo dos escovas. Por exemplo, qual é o propósito da primavera?

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E como um pincel se parece principalmente com uma mola, como surgiu o nome "pincel"?

motor dc-motor Ben Ogorek
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Respostas:

O objetivo das escovas é fazer contato elétrico com um condutor rotativo (o comutador). Originalmente, eram feixes de fios que seriam arrastados pelo comutador. A qualquer momento, pelo menos alguns fios do fio entrariam em contato. Esses pacotes, é claro, parecem "pincéis".

Porém, as coisas melhoraram e agora usamos materiais condutores sólidos, de baixo atrito para as escovas. É comum usar tipos variados de grafite. Essas escovas devem ser mantidas contra o comutador rotativo e, eventualmente, o material se desgasta e deve ser substituído. A mola empurra a escova contra o comutador, fornecendo um bom contato elétrico à medida que o material se desgasta lentamente.

Aqui está uma foto representativa retirada do Google. O material escuro é o "pincel" real, feito de grafite condutora.

Observe que, diferentemente dos pincéis do seu link, eles não têm um fio conectado à grafite. Isso ocorre porque as próprias fontes são condutoras! Um fio adicional pode ser usado em aplicações de corrente mais alta.

bitsmack
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Resposta bem escrita e imagem representativa muito útil. Eu entendo totalmente agora.

Ben Ogorek 8/03/16

@BenOgorek Obrigado por suas amáveis palavras. Feliz em ajudar!

bitsmack

Boa descrição da história de por que eles são chamados de pincéis

Tinkerer

Eu sempre tive essa imagem mental em minha cabeça de escovas de arame pressionadas contra a lateral do comutador. Obrigado por esclarecer as coisas!

Adam Haun

Pode-se notar que, em um motor pesado de qualidade, o carbono é deliberadamente projetado para se desgastar, de modo a minimizar o desgaste no comutador; a substituição oportuna das escovas seria considerada "manutenção" em vez de "reparo", e um motor poderá operar por décadas sem precisar de outra coisa que não seja a lubrificação e a substituição da escova. O uso de escovas mais duras causaria mais desgaste no comutador e a fixação seria muito mais cara do que a substituição das escovas.

Supercat

As escovas têm molas para manter uma força consistente entre as escovas e os condutores do comutador à medida que as escovas se desgastam. Tem que haver força suficiente para fazer um bom contato elétrico, mas não o suficiente para causar desgaste excessivo.

John D
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F = x*kEu acredito que a força não é consistente!

dotancohen

@dotancohen A imagem mostra as molas em repouso. Em uso, eles são fortemente compactados. Se você observar a quantidade de compressão (negativa xaqui), haverá quando o material condutor for novo versus quando usado, a quantidade de compressão variará pouco entre eles. Portanto, a força é aproximadamente constante.

abligh

Qual é o propósito da primavera?

Motores e dínamos de corrente contínua escovada geram força externa contra as escovas a partir do movimento dos segmentos do comutador. Além disso, a escova de carbono que você vinculou foi projetada como um "elemento sacrificial" que se desgasta com o uso.

A mola funciona para manter a escova em contato com os segmentos do comutador em oposição às forças externas exercidas pelos segmentos (devido a irregularidades da superfície [folgas] e à concentricidade imperfeita dos rolamentos / anéis / segmentos), enquanto também ajusta o desgastando o carbono.

Como surgiu o nome "pincel"?

Como em muitos outros desajustes aparentes, é uma referência retida de uma implementação agora obsoleta. A primeira frase deste parágrafo fornece o contexto histórico.

Robherc KV5ROB
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Ah entendo. "As primeiras máquinas usavam escovas feitas de fios de cobre ... No entanto, essas escovas de metal duro tendiam a arranhar e a entalhar os segmentos suaves do comutador, eventualmente exigindo o recapeamento do comutador".

Ben Ogorek 8/03/16