Statistikk pr. dato

Det er 2022 linker og 621 kategorier i katalogen

Viktige telefon nummer:

110

112

113

Legevakt



Kullbørste teori

Kullbørste drifter

En viktig komponent i de fleste elektriske maskiner.

Overføring av elektrisitet over glidekontakter brukes i et utall av elektriske maskiner. Det vi kjenner best til, og som vi ser oftes, er børster som overfører strøm til motorer og strøm fra generatorer. Men de brukes også i små fintfølende og nøyaktige måleinstrumenter og i roterende omformere.

Børster brukes også ved overføring av kraft og signaler, via sleperinger til maskiner som må kunne rotere fritt. F.eks. store kai- og bygge kraner. Alle slike forskjellige bruksområder krever børster med forskjellige egenskaper.

I elektrisitetens barndom var ikke kullbørster kjent. I stedet hadde en bunter med tynn kobbertråd som så omtrent ut som en barberkost, eller en liten børste. Det er denne typen børste som har gitt dagens tilsvarende komponent sitt navn. Da man for over 60 år siden begynte å eksperimentere med børster i naturlig grafitt, hadde det først i sin bakgrunn i grafittens smørende egenskaper. Grafitt har lenge vært brukt som et smøremiddel i fast form, i motsetning til flytende smøremiddel. I tillegg har grafitt evnen til å overføre elektrisk strøm. I dagens børster finner vi forskjellige former av grunnstoffet karbon som grafitt og kull. Vi har også metallholdige børster. De har tilsetninger av kobber eller sølv.

Karbon har en rekke egenskaper som gjør det godt egnet til elektrisk kontakt materiale:

  • God ledningsevne.
  • Svært god varmeledningsevne, beholder sin form til over 3000°C.
  • Børstematerialet er elastisk, og kan "fjære" v/ujevnheter.
  • Børstematerialet er porøst, og tillater luft å sirkulere.
  • Liten kullslitasje.
  • God kontakt uten gnisting.

Optimal drift av børster

I de aller fleste tilfeller gir børstedrifter få problemer:

Kommutator eller ringer skal ha en pen overflate uten striper eller furer. Maskinfabrikantene har beregnet riktig kullkvalitet, og når tiden har kommet for å kjøpe nye børster, skal en bare oppgi tidligere benyttet kvalitet som er stemplet inn i alle børster. Dersom de nye børstene blir montert riktig, kan en regne med nye problemfrie driftsår. Overflaten på en kommutator skal helst ha et utseende som figur 1 illustrerer. Det skal ikke være brennemerker, striper eller furer (figur 2).

Det er mulig å trykke på figur 1 eller figur 2 - for å få litt størr bilder.

brushes picture_1

Figur 1

brushes picture_2

Figur 2

Den mørke fargen på kommutatoren "patina" skal være jevn rundt hele omkretsen. Børsteslitasjen vil normalt ligge på 1-2mm./md. ved kontinuerlig drift. Dersom utseende på kommutatoren avviker fra beskrivelsen over, eller børste forbruket er større enn anslått, bør vi (Lönne Service) - kontaktes for hjelp.

Firmaet bak denne avhandlingen har et stort elektroverksted, og ekspertise til å avhjelpe børste problemer.

Patina

Patina er et viktig begrep ved børstedrifter, og må forklares nærmere:

Når en kommutator- eller sleperingsoverflate blir polert av en kullbørste, får den en "hud" eller et belegg som kalles patina. Dette belegget, (patinaen), består av flere forskjellige lag (fig.3). I bunnen er det lag med kobberoksider. Oppå dette ligger et lag med børstemateriale i form av grafitt. For å få elektrisk kontakt mellom de enkelte kontaktpunkter og kommutatoren, må det være direkte kontakt mellom kontaktpunkter og rått kobber. På grunn av patinaen er det bare rundt 1/10 av de mekaniske kontaktpunktene som er elektrisk ledende. Rundt kontaktpunktene er det relativt "store" områder som er i nestenkontakt. Med nestenkontakt mener vi en avstand på 0,00001 mm.

brushes picture 3

FuktighetNår kommutatoren roterer er nestenkontakt tilstrekkelig avstand til at en tynn luftfilm blir trukket inn mellom børsten og kommutatoren. Denne luftfilmen virker nærmest som en slags flytende smøring. Løse karbon og askepartikler blir trukket med denne luftfilmen inn mellom børste og kommutatoren. Det meste av disse partiklene blir med luftfilmen ut igjen, men noe av det er også på å danne patinaen. Patinaen på en kommutator eller sleperin, spiller altså en meget stor rolle for hvordan børsten oppfører seg. Patinaen er ikke statisk, men dynamisk i den forstand at den forandrer seg under påvirkning av de faktorer som bygger den opp, og de som får den til å bryte sammen. Det kontinuerlige samspillet mellom de faktorene gjør at vi kan snakke om en normal patina under normale driftsforhold. Den normale patina skal vanligvis ha en jevn og lys sjokoladebrun farge. Dersom noen av disse faktorene endrer seg, enten som en følge av feil i maskinen, eller endrede driftsbetingelser, vil det gjenspeile seg i forandringer i patinaen. Den kan bli gjennombrutt, slik at vi får spor og striper med rått kobber, eller den kan endre farge til mørkere brunt og over i mørkt blått og fiolett. Den kan også bli mønstret på forskjellige måter. Alle slike forandringer er indikasjoner på feiltilstander.

Tilstrekkelig fuktighet er viktig for en børstedrift.

En børste som fungerer bra, skal bortsett fra kontaktpunktene, ikke ha noen mekanisk kontakt med kommutatorens patina. Den skal nærmest "ri" på en kappe av vann- og luftmolekyler. Som forklart i avsnitt om patina, overføres strømmen i et antall kontaktpunkter som hele tiden beveger seg raskt over hele børstekontaktoverflaten. En betingelse for god glidekontakt, er at en har tilstrekkelig fuktighet i omgivelsene til maskinen. Den laveste luftfuktigheten en normal børste fungerer rimelig bra ved, 3-4 gr. vann/m³. Eller uttrykt i relativ fuktighet, 20 % ved 20°C. Ved for lav fuktighet, noe som bl.a. kan forekomme i norske fjell områder vinterstid, kan enten benytte spesialimpregnerte børster eller kunstig luftfukting. Følgen av lav fuktighet er stor børsteslitasje og dårlig strøm overføring.

Strømtetthet / Belastning

Vær nøye med strømmen!

I forrige avsnitt under fuktighet, ble det forklart at børsten skulle ri på en kappe av vann og luftmolekyler. Når en her snakker om vann, er dette i dampform. Det vil være nødvendig med en viss temperatur på børsten for å bå til en slik fordamping. Dersom en måler temperaturen direkte på kullet, skal den ideelt sett være 80°C. Temperaturen i børstekontaktflaten vil da være mye høyere, og i stand til å fordampe fuktighet. (Se figur 4). Temperaturen er avhengig av den strømstyrken børsten overfører, og dersom belastningen er for lav, vil en ikke oppnå ideell temperatur. Ved 80°C ca. 10 A/cm² er friksjonskoeffisienten 0,1 men ved 40°C (Ca. 5A/Cm²) stiger den til 3 ganger den verdi.

brushes picture 4

Etter en driftsperiode er det ikke unormalt at en slik kommutator blir ripet. Det begynner som regel med at det oppstår lyse eller blane tangentielle bånd i kommutatoren. Hva har skjedd? Jo, ved den lave strømtettheten har temperaturen i børstekontaktflaten vært for lav. Når temperaturen er for lav, fordamper ikke fuktigheten i børstematerialet og den elektriske "smøringen" uteblir. I stedet får man en mekanisk kontakt mellom børste og kommutator. Dermed bygges det opp et belegg som strømmen har vanskelig for å bryte gjennom. Strømmen siger da til de stedene der det for tilfellet er lettes å bryte gjennom, og det er nettopp her en får lyse eller tangentielle bånd på kommutatoren. Om belastningen er jevn, kan man med fordel minske antall børster og på den måten heve strømtettheten. Ved reduksjon av antall børster, skal man løfte dem ut fra hele baner og ikke sakse dem ut over kommutatorens hele overflate. En kan også benytte spesialbørster som egner seg til drift ved lav belastning. (Kontakt Lönne Service for forslag). En annen mulig feilkilde kan være for kald kjøleluft til maskinen. (Ved fremmekjøling). Dersom dette er uteluft kan det være nødvendig med forvarming på vinteren. Kjøleluften bør ligge på 15 - 20°C.La oss se på hva som hender med en likestrømsmaskin der strømtettheten ved børsten er for lav:

Gass / Kjemisk forstyrrelser

En annen vanlig årsak til riping av kommutatoren er at den arbeider i korrosiv atmosfære. De farligste gassene i forbindelse med dette får en fra svovel, klor og ammoniakk.

Spesielt ved lav strømtetthet vil svovel og ammoniakk bygge opp en isolerende film på kommutatoren og vi vil får de samme problemene vi har beskrevet ved lavlast. Klor reagerer kjemisk med kobberet i kommutatoren og danner skorper av kobberklorid. Under drift faller disse skorpene av og legger seg som et lysegrønt pulver på bunnen av kommutatordekselet. I slike tilfeller bør en ta kontakt med nevnte Lönne Service for vurdering av problemet.

Olje

Olje i forbindelse med kullbørster kan skape store problemer. Ofte inneholder kjøleluften oljedamp som legger seg som en isolerende film på kommutatoren. På enkelte steder slår strømmen igjennom, og på disse stedene dannes det riper og furer. I slike tilfeller må det monteres filter på kjøleluften, eller ventilasjonen må legges om.

Børstetrykk

Børstetrykket har stor betydning for hvordan børstene fungerer. Dette blir ofte neglisjert med resulterende mekanisk og elektrisk slitasje av børstene. Børstetrykket er angitt i tabellen under, og bør kontrolleres jevnlig med fjærvekt. Mye støv i og rundt børsteholderen kan føre til at børsten glir tregere og børstetrykket nedsettes. Har en ikke anledning til jevnlig renhold, bør børstene mosjoneres jevnlig, dvs. bevege børsten i børsteholderen ved å trekke i børsteledningene. Lönne Service kan levere spesielle fjærvekter til kontroll av børstetrykk.

brushes picture_5 brushes picture_9
   

Det er mulig å trykke på disse to figurene over her, for å få litt større bilder.

Børsteslitasje som funksjon av børstetrykk består av en elektrisk og en mekanisk komponent. 

For å få en god kommutering og en bra glidekontakt på kommutatorer og sleperinger må disse ha fått en riktig behandling. I forbindelse med overhaling av en maskin skal det foretas en dreiing med toleranse på maks 0,04 (ovalitet). Fra en lamell til en annen skal det være en maksimal høydeforskjell på 4/1000 mm. Lönne Service sitt el-verksted har utstyr som måler urundhet og gir en utskrift av resultatene. Dette gjøres uten å demontere maskinen. Dette kan være en fornuftig ting å gjøre når en vurderer å overhale en maskin. Etter dreiing av kommutatoren spores, dvs. glimmeret skal freses ned til et dyp av 0,7-1,2mm. NB - Alt glimmeret må fjernes fra lamellkanten. Lamellkanten skal brytes etter dreiing.Dreiing, Sliping og Sporing av kommutator

Nødvendig vedlikehold på en børstemaskin

Børstemaskiner krever noe ekstra oppmerksomhet i forhold til kortslutningsmotorer. I en maskin vil det samle seg støv fra børstene på alle overflater. Mengden av støv øker naturlig nok med børsteforbruket. En skal være klar over at børstestøv er elektrisk ledende, og kan gi store skader ved overslag mellom strømførende deler eller til jord. Det er derfor viktig at en med jevne mellomrom fjerner mest mulig støv med trykkluft og støvsuging. Noe støv vil imidlertid samle seg i viklingene på stator og rotor, og dette kan kun fjernes ved en overhaling av maskinen på et elektroverksted. Da blir maskinen demontert, vasket og tørket. I de fleste tilfellene blir også viklingene lakkimpregnert på nytt, noe som vil redusere muligheten for overslag vesentlig. Kommutatoren som er et annet kritisk punkt, vil også bli dreiet og kontrollert. Etter montering med nye børster som skal slipes inn og nye kule- eller rullelager skal motoren prøvekjøres. Det beste vil være en såkalt fullastprøve der motoren spennes fast i en benk, og testes mot sine merkeverdier. Det gir garanti for at motoren vil fungere som forventet når den igjen er montert i maskinen.

Montering av nye kullbørster

Ved bytte av slitte børster er det en fordel å bytte enkelt børster fremfor et helt sett. Om enkelt børster byttes, bør en nemlig ikke gjøre noen tilsliping. Man kan bytte opp til 25% av det totale antall børster og maksimalt 50% av børstene på samme børstearm uten tilsliping. Byttes større antall børster, og særlig hvis tykkelsen (t) er større enn 6mm., skal de alltid slipes til. Dette gjøres med en remse sandpapir som har litt større bredde enn børsten. Med slipesiden mot børstene skal en tre papiret mellom kommutatoren og børsten og dreie ankeret frem og tilbake. Dette gjøres helt til enden av børsten har fått samme form som kommutatoren. Operasjonen gjentas for alle børstene, og utføres under normalt børstetrykk. Særlig metallholdige sleperingsbørster kan være tidkrevende å slipe til. Det er fornuftig å bestille børster med tilslipt radius. Det kreves kun en kort tilsliping i maskinen ved montering.

brushes picture_7 brushes picture_8
   
Det er mulig å trykke på disse to figurene over her, for å få litt større bilder.

Lönne service har et av landets største spesialverksteder for elektriske maskiner, og kan gi forhåndpris på en komplett overhaling. De kan også foreta omvikling og andre reperasjoner på din maskin.

Utvalgte artikler

Husk at også innbruddstyver sjekker Facebook.

5 spørsmål og svar/råd.

Hva bør du gjøre når du skal reise bort?

Les mer …

Noen søketips.

Standardsøk, Katalogsøk.

Vi vil i denne oversikten, etterhvert som vi blir kjent med det, legge inn opplysninger som kan gjøre det litt lettere å søke etter linker, leverandører osv.. 

Les mer …

Utvalgte linker

  • Booking.comBooking.comSidevisning: 1,327Besøk: 133Opprettet:
  • Radisson BLURadisson BLUSidevisning: 522Besøk: 132Opprettet:
  • YourLensesYourLensesSidevisning: 544Besøk: 110Opprettet:
  • Lensit.no ASLensit.no ASSidevisning: 447Besøk: 102Opprettet:
  • AlpereiserAlpereiserSidevisning: 979Besøk: 104Opprettet:
  • LensWayLensWaySidevisning: 771Besøk: 106Opprettet:

Nyeste linker

Populære linker

Infoklikk.no

Hjelper deg med å finne ressurser.

Dagens dato:

Infoklikk.no kan ikke på noen måte gjøres ansvarlig for innholdet på eksterne nettsteder som er linket på eller til Infoklikk.no sine sider. / Infoklikk.no - can not be held responsible for any content on any external website linked on or to the Infoklikk.no website.