En un motor DC cepillado, ¿por qué los cepillos tienen resortes?

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Al tratar de comprender los motores de CC con escobillas, esta publicación ha sido muy útil, pero todavía tengo algunas preguntas fundamentales sobre el mecanismo de las escobillas. Por ejemplo, ¿cuál es el propósito de la primavera?

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Y dado que un pincel se parece principalmente a un resorte, ¿cómo surgió el nombre "pincel"?

Ben Ogorek
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Respuestas:

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El propósito de los cepillos es hacer contacto eléctrico con un conductor giratorio (el conmutador). Originalmente, estos eran paquetes de cables que serían arrastrados a través del conmutador. En cualquier momento, al menos algunos hilos del cable estarían haciendo contacto. Estos paquetes, por supuesto, parecen "pinceles".

Sin embargo, las cosas han mejorado, y ahora usamos materiales conductores sólidos y de baja fricción para los cepillos. Es común usar varios tipos de grafito. Estos cepillos deben mantenerse contra el conmutador giratorio y el material finalmente se desgasta y debe reemplazarse. El resorte empuja el cepillo contra el conmutador, proporcionando un buen contacto eléctrico a medida que el material se desgasta lentamente.

Aquí hay una imagen representativa dragada de Google. El material oscuro es el "pincel" real, hecho de grafito conductor.

cepillos

Tenga en cuenta que, a diferencia de los pinceles en su enlace, estos no tienen un cable que se conecta al grafito. ¡Esto se debe a que los resortes mismos son conductores! Se puede usar un cable adicional en aplicaciones de mayor corriente.

bitsmack
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Respuesta bien escrita y una imagen representativa muy útil. Lo entiendo totalmente ahora.
Ben Ogorek
@BenOgorek Gracias por sus amables palabras. ¡Encantado de ayudar!
Bitsmack
Buena descripción de la historia de por qué se llaman pinceles
Tinkerer
Siempre tuve esta imagen mental en mi cabeza de cepillos de alambre presionados contra el costado del conmutador. ¡Gracias por aclarar las cosas!
Adam Haun
Vale la pena señalar que en un motor de alta resistencia de alta calidad, el carbón está diseñado deliberadamente para desgastarse y minimizar el desgaste del conmutador; y el reemplazo oportuno de los cepillos se consideraría "mantenimiento" en lugar de "reparación", y un motor puede funcionar durante décadas sin necesidad de otra cosa que lubricación y reemplazo del cepillo. El uso de cepillos más duros causaría más desgaste en el conmutador, y arreglarlo sería mucho más costoso que reemplazar los cepillos.
supercat
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Las escobillas tienen resortes para mantener una fuerza constante entre las escobillas y los conductores del conmutador a medida que las escobillas se desgastan. Tiene que haber suficiente fuerza para hacer un buen contacto eléctrico, pero no suficiente para causar un desgaste excesivo.

John D
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F = x*k¡Creo que la fuerza no es consistente!
dotancohen
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@dotancohen La imagen muestra los resortes en reposo. En uso están muy comprimidos. Si observa la cantidad de compresión (negativa xaquí) habrá cuando el material conductor sea nuevo y cuando esté desgastado, la cantidad de compresión variará poco entre ellos. Por lo tanto, la fuerza es aproximadamente constante.
hasta el
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¿Cuál es el propósito de la primavera?

Los motores y dinamos de CC cepillados generan fuerza hacia afuera contra los cepillos por el movimiento de los segmentos del conmutador. Además, el cepillo de carbón que vinculó está diseñado como un "elemento de sacrificio" que se desgasta con el uso.

El resorte funciona para mantener el cepillo en contacto con los segmentos del conmutador en oposición a las fuerzas externas ejercidas por los segmentos (ambas debido a irregularidades de la superficie [espacios] y concentricidad imperfecta de los rodamientos / anillos / segmentos), mientras que también se ajusta para el desgastando el carbono.

¿Cómo surgió el nombre "pincel"?

Al igual que con muchos otros nombres incorrectos, es una referencia retenida de una implementación obsoleta. La primera oración en este párrafo da el contexto histórico.

Robherc KV5ROB
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Ah, ya veo. "Las primeras máquinas usaban cepillos hechos de hilos de alambre de cobre ... Sin embargo, estos cepillos de metal duro tendían a rayar y ranurar los segmentos lisos del conmutador, lo que eventualmente requería la renovación del revestimiento del conmutador".
Ben Ogorek