Apa fungsi sikat karbon?

Fungsi Inti dari Sikat Karbon

A sikat karbon membawa arus listrik dari kabel stasioner di dalam perkakas listrik ke komutator berputar atau cincin selip yang dipasang pada poros motor, dan hal ini dilakukan saat poros berputar dengan kecepatan tinggi. Tanpa kontak geser ini, arus tidak dapat mencapai belitan jangkar yang berputar, sehingga motor tidak dapat bekerja. Sikat ditekan terhadap komutator dengan pegas kecil, dan saat poros berputar, permukaan sikat meluncur melintasi serangkaian segmen tembaga, masing-masing melakukan kontak sebentar dan kemudian melepaskannya saat segmen berikutnya mengambil tempatnya. Peralihan konstan inilah yang memungkinkan medan magnet di dalam motor berbalik arah pada saat yang tepat, yang merupakan prinsip dasar yang menjaga a motor arus searah berputar ke satu arah daripada mengunci.

Bagaimana Kontak Geser Menjaga Sirkuit Tetap Tertutup

Di dalam motor universal, komutator dibagi menjadi beberapa segmen tembaga berinsulasi, dan setiap segmen dihubungkan ke rangkaian belitan berbeda di jangkar. Saat sikat meluncur dari satu segmen ke segmen berikutnya, sikat tersebut menjembatani dua segmen sekaligus, yang merupakan titik di mana percikan kecil, yang dikenal sebagai busur pergantian, dapat muncul. Pegas sikat biasanya menerapkan gaya kontak dalam kisaran 150 hingga 300 gram , cukup untuk menahan sambungan dengan stabil tanpa menekan terlalu keras sehingga gesekan membuat permukaan komutator menjadi tidak merata. Jika gaya pegas turun karena pegas melemah atau sikat menjadi lebih pendek dari yang dimungkinkan oleh penahannya, kontak menjadi terputus-putus, dan motor dapat berjalan tidak merata atau kehilangan tenaga saat diberi beban.

Mengapa Dua Sikat Digunakan di Banyak Motor Kecil

Banyak perkakas listrik genggam menggunakan sepasang sikat yang diposisikan saling berhadapan pada komutator, satu sikat membawa arus masuk dan sikat lainnya membawa arus keluar. Pengaturan ini menyeimbangkan tekanan mekanis pada poros dan menyebarkan keausan sehingga satu titik kontak tidak melakukan seluruh pekerjaan. Pada perkakas yang menarik arus lebih tinggi, seperti gerinda sudut atau gergaji bundar, sikat sering kali dibuat lebih lebar atau diberi permukaan kontak yang lebih besar untuk menangani beban tambahan tanpa terlalu panas.

Bahan Dibalik Konstruksi Carbon Brush

Sikat karbon tidak terbuat dari bahan tunggal yang seragam; istilah ini mencakup serangkaian komposisi berbasis karbon yang dirancang untuk berbagai kombinasi konduktivitas, kekerasan, dan toleransi panas. Sikat grafit murni lembut dan dapat melumasi sendiri, sehingga lembut pada permukaan komutator, namun membawa arus lebih sedikit dibandingkan campuran yang mengandung logam. Sikat elektrografit diproduksi dengan memanaskan karbon amorf hingga suhu tinggi, yang mengubah struktur internalnya dan meningkatkan konduktivitas sekaligus menjaga bahan tetap relatif lembut. Kuas tembaga-grafit mencampurkan bubuk tembaga ke dalam matriks karbon, sering kali terbentuk di antara keduanya 40 dan 70 persen berat sikat, dan komposisi ini umum terjadi pada perkakas yang menarik arus besar, seperti motor vakum dan generator portabel, karena kandungan tembaga menurunkan hambatan listrik.

Mengapa Gesekan dan Lengkungan Secara Bertahap Mengikis Kuas

Setiap kali permukaan sikat meluncur melintasi komutator, ia mengalami sedikit gesekan mekanis, dan setiap kali melintasi celah antara dua segmen, ia mengalami percikan listrik kecil. Selama berjam-jam pengoperasian, kedua efek ini digabungkan untuk mengikis blok karbon secara bertahap, memperpendek panjangnya milimeter demi milimeter. Kuas yang dimulai pada 12 milimeter panjangnya mungkin akan berkurang hingga ke suatu tempat yang dekat 4 atau 5 milimeter setelah digunakan dalam waktu lama pada perkakas yang sering dioperasikan, yang mana pegas tidak dapat lagi mempertahankan tekanan yang tepat terhadap komutator. Panas juga berperan, karena penarikan arus tinggi yang berkelanjutan meningkatkan suhu pada titik kontak, dan siklus pemanasan dan pendinginan yang berulang dapat menyebabkan bahan sikat menjadi rapuh dan terkelupas sehingga tidak aus secara merata.

Mengenali Kapan Kuas Perlu Diganti

Sikat yang sudah usang cenderung muncul melalui beberapa gejala yang nyata, bukannya hilang secara diam-diam. Percikan api yang terlihat di sekitar ventilasi rumah motor, bau terbakar di dekat tutup belakang alat, motor yang sewaktu-waktu kehilangan daya saat diberi beban, dan jumlah debu karbon hitam yang tidak biasa yang terkumpul di dalam rumahan merupakan indikator umum bahwa permukaan kontak telah menipis melewati titik yang bisa diterapkan. Banyak produsen menandai panjang minimum yang dapat digunakan langsung pada sikat pengganti atau menentukannya dalam dokumentasi servis alat, sering kali di sekitar tempat tersebut 6 milimeter , di bawahnya tekanan pegas dan bidang kontak tidak lagi memadai untuk transfer arus yang andal. Memeriksa panjang sikat selama perawatan rutin, terutama pada perkakas yang digunakan sehari-hari di bengkel, dapat mengetahui keausan ini sebelum menyebabkan motor mati total.

Matematika Perbaikan

Satu set sikat karbon pengganti biasanya berharga sebagian kecil dari harga perkakas listrik baru, dan menukar sepasang sikat yang sudah usang sering kali menjadi perbedaan antara menghentikan suatu perkakas dan menggunakannya selama beberapa tahun lagi. Ketika biaya suku cadang yang kecil memperpanjang umur kerja motor yang seharusnya terbuang, energi produksi, pengemasan, pengiriman, dan beban pembuangan yang terkait dengan produksi alat pengganti dapat dihindari dengan biaya yang relatif kecil. Inilah sebabnya mengapa penggantian sikat tetap menjadi perbaikan standar tingkat awal yang diajarkan di banyak kursus pemeliharaan peralatan dan peralatan, bukan tugas khusus yang diperuntukkan bagi teknisi profesional.

Peralatan Sehari-hari Yang Bergantung pada Sikat Karbon

Sikat karbon muncul di berbagai peralatan rumah tangga dan bengkel selain bor tanpa kabel. Gerinda sudut, gergaji bundar, dan gergaji bolak-balik semuanya mengandalkan motor universal yang disikat karena jenis motor tersebut dapat mencapai kecepatan putaran tinggi yang diperlukan untuk memotong dan menggiling namun tetap kompak dan murah untuk diproduksi. Penyedot debu dan mixer dapur menggunakan versi yang lebih kecil dari teknologi yang sama, dan generator portabel, beberapa kipas langit-langit, dan motor mesin cuci yang lebih tua juga bergantung pada pengaturan sikat-komutator untuk menjaga arus mengalir ke jangkar yang berputar. Motor starter otomotif adalah contoh umum lainnya, di mana sikat menangani lonjakan arus yang singkat namun deras setiap kali mesin dihidupkan.

Mencocokkan Sikat Universal dengan Motor Tertentu

Memilih sikat pengganti universal dengan benar penting untuk memulihkan kinerja alat dan untuk menghindari kegagalan dini yang dapat merusak komutator itu sendiri. Dimensi fisik penting di awal proses pemilihan, karena panjang, lebar, dan ketebalan blok karbon harus sesuai dengan rongga tempat sikat; sikat yang ukurannya longgar akan berceloteh terhadap komutator daripada mempertahankan kontak yang stabil. Ketegangan pegas memerlukan kekuatan yang cukup untuk menjaga sikat tetap terpasang dengan kuat tanpa menekan terlalu keras sehingga mempercepat keausan pada segmen tembaga, dan kit universal umumnya mencakup serangkaian opsi pegas untuk disesuaikan dengan kategori alat yang berbeda. Terminal kabel dan model konektor harus sesuai dengan kabel internal alat sehingga sikat dapat dipasang tanpa modifikasi, dan sikat yang dimaksudkan untuk penarikan arus lebih tinggi, seperti pada penggiling sudut besar, umumnya memerlukan kandungan logam yang lebih tinggi untuk konduktivitas yang memadai, sedangkan sikat dengan rasio grafit yang lebih lembut dipilih jika pengoperasian yang lebih tenang dan halus lebih penting daripada kapasitas arus mentah. Bahan komutator juga menjadi faktor dalam pengambilan keputusan, karena beberapa formulasi sikat lebih lembut pada komutator tembaga yang lebih lunak sementara formulasi lainnya diformulasikan untuk permukaan komutator yang lebih keras dan lebih tahan aus seperti yang ditemukan pada motor kelas industri. Kit universal yang cocok memperhitungkan variabel-variabel ini dengan menawarkan berbagai ukuran dan konfigurasi yang dikurasi daripada mengandalkan satu bentuk umum agar sesuai dengan setiap alat.