Was ist eine Kohlebürste?
Kohlebürsten sind leitfähige Gleitteile, die in Motoren und Generatoren verwendet werden.
Sie werden in Gleichstrommotoren und großen Generatoren verwendet. Es handelt sich um gleitende Teile, die sich abnutzen und regelmäßig ausgetauscht werden müssen.
Es besteht die Gefahr eines Motorschadens, wenn sie über die auf ihnen eingeprägte Verschleißgrenze hinaus verwendet werden.
Anwendungen von Kohlebürsten
Kohlebürsten sind ein Bauteil, das in einigen Motoren verwendet wird. Sie werden in drei Hauptanwendungen eingesetzt: Gleichrichtung, Stromabnahme und Erdung.
1. Kohlebürsten für die Gleichrichtung
Gleichrichtungsanwendungen dienen dazu, die Polarität der Wicklungen von Gleichstrommotoren umzukehren. Nachfolgend ein Beispiel für den Einsatz von Kohlebürsten zur Kommutierung:
- Gleichstrommotoren in Elektrowerkzeugen
- Motoren für den Antrieb von Scheibenwischern und Türscheiben in Autos
- Betrieb von Gleichstrommotoren in Straßenbahnen
Gleichstrommotoren sind an batteriebetriebenen Elektrowerkzeugen und Bordgeräten angebracht, für die Kohlebürsten im Inneren verwendet werden.
2. Kohlebürsten für die Stromabnahme
Die Stromabnahme ist eine Anwendung, bei der es darum geht, Strom durch einen rotierenden Körper zu leiten. Beispiele für den Einsatz von Kohlebürsten für die Stromabnahme sind:
- Drahtgewickelte Induktionsmotoren, die in Brückenkränen usw. verwendet werden
- Zur Übertragung von Messsignalen an rotierende Körper
Es gibt eine Vorrichtung, die als Schleifring bezeichnet wird und Strom und elektrische Signale an rotierende Elemente überträgt und in der Kohlebürsten verwendet werden. Es gibt eine Vielzahl von Anwendungen, wie z. B. die interne Temperaturübertragung in Mischern.
Die meisten Wechselstrommotoren sind Käfiginduktionsmotoren ohne Kohlebürsten, aber wenn ein gewickelter Induktionsmotor gewählt wird, werden Kohlebürsten für den Anschluss der Sekundärwicklung verwendet.
3. Kohlebürsten für die Erdung
Diese werden manchmal verwendet, um elektrische Korrosion zu verhindern. Elektrische Korrosion ist ein Phänomen, bei dem Elektrizität durch die rotierende Welle von rotierenden Geräten fließt und die Lager durch Elektrolyse korrodieren lässt.
Dieses Phänomen tritt am ehesten bei umrichterbetriebenen Motoren und Generatoren auf und kann durch Erdung der rotierenden Welle mit einer Kohlebürste verhindert werden. Kohlebürsten, die die Welle zum Zweck der elektrolytischen Korrosion erden, werden auch ‚Erdungsbürsten‘ genannt.
Funktionsweise der Kohlebürste
Eine Kohlebürste besteht aus einem Bürstenteil, Leitungsdrähten und Federn:
1. Bürstenteil
Der Bürstenteil ist der Teil, der den Rotor berührt und an ihm gleitet. In den meisten Fällen wird Graphit als Material verwendet. Graphit wird verwendet, weil es leicht, rostbeständig und leitfähig ist und gut gleitet.
Die Größe der Bürste wird nach den Abmessungen der Halterung für die Kohlebürste ausgewählt. Es gibt Katalogprodukte, aber in vielen Fällen kann der Hersteller der Kohlebürsten ein ähnliches Produkt herstellen, wenn er die Form und die Abmessungen angibt.
2. Leitungsdrähte
Der Leitungsdraht ist der Teil der Verdrahtung, der mit der Bürste verbunden ist. In den meisten Fällen handelt es sich um blanke Kupferdrähte mit einer verdrillten Drahtstruktur. Die Form und Größe der Klemmen werden entsprechend der Form der anzuschließenden Klemmenleiste ausgewählt.
Je größer der verwendete Stromwert ist, desto dicker ist der Leitungsdraht und desto größer ist oft die Klemme.
3. Federn
Die Feder ist der Teil, der Druck ausübt, um den Bürstenteil gegen den Kommutator zu drücken. Sie kann weggelassen werden, wenn der Bürstenhalter mit einer Feder ausgestattet ist. Die Federn sind in den meisten Fällen um die Leitungen herum angebracht.
Weitere Informationen zu Kohlebürsten
Bürstenlose Motoren
Bürstenmotoren waren der vorherrschende Motortyp für Gleichstromversorgungen. Bürstenmotoren verwenden Kohlebürsten und Kommutatoren im Inneren. Gleichstrommotoren hatten daher den Nachteil, dass die Kohlebürsten, die sich mit der Zeit abnutzen, regelmäßig ausgetauscht werden mussten.
In den letzten Jahren sind viele Gleichstrommotoren zu bürstenlosen Motoren geworden. Bürstenlose Motoren verwenden keine Bürsten, da die Stromversorgung durch ein spezielles Netzteil moduliert wird. Obwohl sie ein spezielles Netzteil benötigen, sind sie aufgrund des Fehlens von Bürsten einfach zu warten und kompakt.
Bürstenmotoren sind einfach und kostengünstig in der Konstruktion und werden eingesetzt, wenn keine Drehzahlregelung erforderlich ist. Bürstenlose Motoren werden eingesetzt, wenn eine Drehzahlregelung oder ein konstantes Drehmoment erforderlich ist.