Kolborstar är en av de mest kritiska delarna av en motor.
En kolborste, även känd som en elektrisk borste, är den lilla del av motorn som leder elektrisk ström mellan de stationära ledningarna (statorn) och de roterande ledningarna (rotorn) i en motor eller generator. Borsten består vanligtvis av ett eller flera kolblock och kan levereras med en eller flera shuntar eller terminaler.
En motor innehåller vanligtvis mer än en kolborste för att leda elektrisk ström. Borstarna är kategoriserade i fem borstklassfamiljer, som var och en är lämpad för olika typer av motorer och applikationer.
En kolborste har tre driftsparametrar: mekanisk, elektrisk och fysikalisk/kemisk.
Mekanisk
En släpring eller kommutator är fäst vid den roterande axeln. En fjäder används för att trycka in borsten i glidringen eller kommutatorn för att bibehålla kontakten. Ytan på släpringen eller kommutatorn bör inte vara för slät/blank eller för grov för att säkerställa god borstkontakt och prestanda.
Elektrisk
Elektrisk kolborsteoperatör
Elektrisk ström överförs från den roterande axeln via kontakt med kolborsten. Mycket små områden på borsten, så kallade kontaktpunkter, kommer i kontakt med släpringens eller kommutatorns yta. Kontaktfläckarna bör vara jämnt fördelade på borstens yta för att bibehålla borstens balans och undvika skador på kommutatorn/slirringens yta.
Kolborstar med hög resistivitet fungerar bäst, eftersom detta hjälper till att förhindra ljusbågar vid gränssnittet mellan borsten och kommutatorn/slipringen. Det är också viktigt att upprätthålla en korrekt effekttäthet för att DC-motorer ska fungera med toppprestanda, vilket ofta kräver borttagning av borstar. Beräkningar för effekttäthet bör utföras och borstdensitet optimeras om din applikation ändras. Borstar bör inte antas saknas om du hittar en likströmsmotor som fungerar med borstar borttagna.
Fysisk/Kemisk
Denna driftsparameter hänvisar till kolborstens arbetsmiljö snarare än till själva borsten, vilket kan ha en stark effekt på kolborstens prestanda.
Till exempel krävs en viss nivå av luftfuktighet för att kommutatorn/slipringsfilmen ska bildas ordentligt. Därför, om luften är för torr, till exempel i öknen, arktiska eller rymdförhållanden, rekommenderas speciella borstbehandlingar. Det finns även behandlingar för borstar som utsätts för frätande ångor och gaser (vilket kan uppstå t.ex. i närvaro av silikon eller andra lim). Slutligen kan oljor, kolväten och damm förstöra en kolborste och bör undvikas.