brush

أبطال الكهرباء غير المعروفين: فهم الفرش في الآلات الكهربائية

على الرغم من تجاهلها غالبًا، تلعب الفرش دورًا حاسمًا في تشغيل العديد من الآلات الكهربائية. هذه المكونات البسيطة على ما يبدو تمكن نقل الطاقة الكهربائية بين الأجزاء الثابتة والدوارة، مما يجعلها ضرورية لعمل المحركات والمولدات والأجهزة الكهروميكانيكية الأخرى.

ما هي الفرش؟

الفرش هي موصلات كهربائية، تُصنع عادةً من الكربون أو مزيج من الكربون والنحاس، مُصممة لإجراء اتصال كهربائي انزلاقي مع عنصر دوار داخل آلة كهربائية. يمكن أن يكون هذا العنصر الدوار هو المبدل في آلة التيار المستمر أو حلقة الانزلاق في آلة متزامنة.

الفرش والمبدلات:

في آلات التيار المستمر، يكون المبدل عبارة عن مجموعة أسطوانية من شرائح النحاس متصلة بلفائف الدوار. يتم وضع الفرش بشكل استراتيجي للحفاظ على تدفق التيار المستمر في لفائف الدوار أثناء دورانه. يعمل المبدل كمقوم ميكانيكي، يقلب اتجاه التيار في لفائف الدوار في الوقت المناسب لضمان خرج التيار المستمر المستمر أو الدوران.

الفرش وحلقات الانزلاق:

تستخدم الآلات المتزامنة حلقات الانزلاق، وهي عبارة عن حلقات معدنية مثبتة على عمود الدوران. تتصل الفرش بهذه الحلقات لتوفير مسار لتيار التيار المستمر للوصول إلى لفائف المجال الدوار. يُنشئ هذا التيار المستمر المجال المغناطيسي الذي يُزامن دوران الدوار مع المجال المغناطيسي الدوار للثابت.

لماذا الكربون؟

الكربون هو المادة المفضلة للفرش بسبب خصائصه الفريدة:

• التوصيل: الكربون موصل ممتاز للكهرباء، مما يسمح بنقل التيار بكفاءة.
• الاحتكاك: الكربون له احتكاك منخفض نسبيًا، مما يقلل من التآكل على كل من الفرشاة والمبدل / حلقة الانزلاق.
• التشحيم: الكربون له خصائص تشحيم ذاتية، مما يقلل من التآكل أيضًا.
• مقاومة الحرارة: يستطيع الكربون تحمل درجات حرارة عالية، وهو أمر ضروري للتطبيقات التي تُولد كمية كبيرة من الحرارة.

أهمية صيانة الفرش:

تتعرض الفرش للتآكل، وتُعد الصيانة المنتظمة ضرورية لأداء الجهاز الأمثل وطول عمره. يمكن أن يؤدي تآكل الفرش إلى:

• زيادة المقاومة: يمكن أن تؤدي زيادة المقاومة في نقاط الاتصال إلى ارتفاع درجة الحرارة وتولد الشرر وتقليل الكفاءة.
• التبديل السيئ: في آلات التيار المستمر، يمكن أن تؤثر الفرش المتآكلة على عملية التبديل، مما يؤدي إلى عزم دوران غير متساوٍ وقوة خرج.
• الماس الكهربائي: يمكن أن يؤدي التآكل الشديد إلى ماس كهربائي، مما قد يُلحق الضرر بالجهاز ويُشكل خطرًا على السلامة.

في الختام:

على الرغم من صغر حجمها وبساطتها، تُعد الفرش مكونات أساسية في الآلات الكهربائية. تُمكن هذه المكونات نقل الطاقة بين الأجزاء الثابتة والدوارة، مما يُيسر تشغيل الأجهزة الكهروميكانيكية المختلفة. تُعد الصيانة المنتظمة واستبدال الفرش في الوقت المناسب ضروريًا لضمان الأداء الأمثل والكفاءة والسلامة لهذه الآلات.