Ag-CdO-sølvbaserte sammensetninger fra kontakter er mest brukt i lavspenningsanordninger. De er pålitelige i drift ved høye strømbelastninger, har høy slitestyrke.

Ag-Ni-sammensetningen benyttes også ved fremstilling av kontakter for lavspenningsanordninger. Disse kontaktene er motstandsdyktige mot elektrisk slitasje, lav og stabil forbigående motstand og brukes i AC- og DC-enheter.

Kontakter laget av sølv-grafittblandinger er motstandsdyktige mot sveising og mekanisk bruk, de er preget av lav og stabil overgangsbestandighet, men er preget av økt elektrisk slitasje og begrenset hardhet.

Sølv-nikkel-grafittblandinger brukes i kontakter av lavspenningsinnretninger med signifikant strømbelastning og overbelastning. Kontaktsikkerhet forbedres dersom matrisen av sammensetningen utføres med en fin dispergert struktur. Det skal bemerkes at kontaktene i blandingene i henhold til sølv-nikkel-grafitt-grafitt og sølv anvendes i et par sammen med en kontakt av den sølv-nikkel sammensetning, fordi de har forbedret slitasjebestandighet.

For kontakter som slår av strømmer på 30-100 kA, brukes kobber-grafittblandinger. Kontaktene fra sammensetningen av kobber-wolfram har en høyere slitestyrke, motstand mot sveising og smelting. Oftest brukes disse komposisjonene til kontakter av høyspenningsoljebrytere.

Rent kobber på grunn av tendensen til atmosfærisk korrosjon med dannelsen av oksyd- og sulfidfilmer er uegnet for lavstrømskontakter, men den brukes i høystrømsenheter.

Behovet for glidende kontakt oppstår når energikilden og mottakeren er i kontinuerlig bevegelse i forhold til hverandre, for eksempel i enheter elektrotransportstrøm samler, samleren og synkronmotorer og generatorer av likestrøm og vekselstrøm.

Ved valg av materialer for glidekontakter er det nødvendig å ta hensyn til at av de samlede kravene til kontaktparametre er hovedfaktorene motstand mot mekanisk slitasje og elektrisk erosjon. I stor grad oppfylles disse kravene med en metall-grafittlegering. Slitasjeprodukter av grafittkontakt reduserer kraftig friksjonen i kontaktparet, og etter innbrenningsprosessen faller derfor hastigheten på mekanisk slitasje kraftig. Siden grafitt er preget av den høyeste lysbuespenningen, er hastigheten for elektrisk erosjon minimal.

I elektriske motorer og generatorer er kollektor- og kollektorringene laget av kobber og legeringer. Imidlertid sleperinger elektriske motorer og generatorer med en strømtetthet under børstene (1,5 ÷ 2,0) 10 5 A / m anvendes krom-nikkel rustfritt stål (X18H9T) eller grått støpejern (SCH18-36).

I vårt land produseres 26 merker av børster til generelle elektriske maskiner, hvis hovedparametere er gitt i tabell. 3. De første bokstavene til merkene angir materialet og metoden for å lage pensler. EG - elektrografitiserte børster laget av grafittpulver med innføring av et bindemiddel etterfulgt av steking av høy temperatur. MG - metall grafitt børster laget av grafitt pulver med tilsetning av pulver av sølv, tinn eller bly.

Tabell. 3. Fysisk-mekaniske og samlerparametre for elektrobørster

Nåværende samler - gjør det selv

Behovet for å overføre elektrisitet fra faste kontakter til bevegelse og omvendt oppsto så snart elektriske maskiner dukket opp. Slike enheter kalles samler, eller forkortet (TCU). Samtidig dukket opp problemer med pålitelighet, slitestyrke og andre egenskaper ved slepskraften. Mange av disse problemene er ikke løst til dags dato. Det er betinget mulig å dele TSU i to grupper. Den første gruppen er en TSU med bevegelige glidekontakter, den andre med bevegelige rullende kontakter.

Vi kjenner et ganske stort antall forskjellige design av Tsu, basert på prinsippet om drift av lagrene og deres analoger. For eksempel, i stedet for kuler (ruller) i lagerbur, benyttes fleksible ledende elementer av forskjellige former eller flytende metallelementer. Ofte i teknikken brukes (brukt) ring TSU, utformingen av denne er laget i form av solide polerte ringer og kollektorbørster. Men den mest karakteristiske og vanlige TSU er kollektorbørsteenheten som brukes i elektriske generatorer og likestrømsmotorer, så vel som i andre enheter. En typisk enhets kollektor-børste node av en likestrømsmotor er vist i figur 1.

Jeg vil bare nevne noen av de viktigste ulempene ved de ovennevnte designene til TSU. Det første stedet i listen over disse manglene holder fast gnistet mellom de faste og bevegelige kontaktene til TSU. Fjerning av gnister er spesielt viktig ved høye strømmer i viklingene i en elektrisk motor og AC og DC, som mellom de bevegelige kontaktene TAS ringformet lysbuedannelse kan opptre i hvilken til og med brenne ut det meste eller alt av oppsamlingsplaten. Dette reduserer levetiden til kollektorbørsteenheten og andre strukturer av tilsvarende type. Sparking på glidekontakt av elektriske generatorer og likestrømsmotorer tillater ikke at de brukes i eksplosive miljøer. Når du arbeider i dispergerte miljøer, slipper samlerplater og børster raskt ut og hele kollektorbørsteaggregatet krever utskifting.

En betydelig ulempe samleren og børsteanordningen og andre TSU er også motstandsendring i løpet av sitt arbeid, og følgelig en endring (oscillasjon) mengder spenning og strøm i den strømavtaker kjeden. Motstandsforandringene i TAS kretsen primært skyldes endringer i kontaktarealet mellom de bevegelige og faste elementer av TAS og også på grunn av dannelse på kontaktflatene på de dielektriske strukturer, som separate lag eller film uregelmessigheter. Den samme ulempen kan være i TSU, hvis hovedelementer er kullager, hvis deres bevegelige kontakter ikke er beskyttet mot miljøet. For å redusere motstanden i dagens samlingskrets, er det bedre å bruke rullelagre, der kontaktområdet mellom de bevegelige og stasjonære holdere er større enn kullagerene. Ulemper som er forbundet med ulike TSUer, fører til behovet for å skape nye konstruksjoner av TSU, der oppfinnerne eliminerer disse eller andre ulemper. En av slike strukturer av TAS, som er lett å gjøre det selv, er beskrevet i denne publikasjonen og vist i vedlagte video.

I denne publikasjonen den tilhørende video og jeg vil diskutere enkle TAS, som kan brukes med høy pålitelighet i elektriske apparater, husholdningsapparater, forskjellige innretninger som er koblet til industrielle nettverk AC og DC. I motsetning til eksisterende analoger foreslått TAS inneholder noen endringer i struktur (know-how), noe som kan forbedre påliteligheten og holdbarheten av anordningen, for å redusere effekttapet i den strømavtakerkjeden, og også forbedrer kvaliteten av det utsendte spenning og strøm (reduksjon av støy).

De grunnleggende elementene i den foreslåtte TAS, hvor konstruksjonsendringer som er nevnt ovenfor, er standard (Gostovskaya) kulelager, og lagrene kan brukes sammen med de rullende elementer av ulike former. Fra et mekanisk synspunkt er bruk av lagre med rullende elementer, i stedet for glidende, som elementer av et slepekrok, pålitelig og holdbar. Faktisk bærer disse lagrene ingen last i forhold til lagrene, for eksempel i biler, elektriske generatorer eller elektriske motorer.

Samlingen av elementene i den foreslåtte TSU er også ganske enkel og utføres som følger. Lejer er installert på akselen gjennom isolerende gummi- eller plastrør. Når du installerer hver av lagrene til sine eksterne og interne klemmer, koble ledningene til et enkeltfaset AC-nettverk eller fra en likestrømskilde (batteri). I den foreslåtte TSU er kontakten til en ledning festet til det faste ytre buret med elektrisk tape, og deretter (for pålitelig kontakt) festet med en klemme. Den andre ledningen er festet til det indre bevegelige buret av det samme lageret samtidig med at lageret på akselisolatoren er montert. Til dette formål er enden av ledningen satt inn mellom akselisolatoren og den indre overflaten av det bevegelige huset, samtidig som kontakten er tett. Endene på ledningene må fjernes og loddes. Tilsvarende kobler du kontakten til den andre ledningen i samme fase til det andre lageret. For et trefaset nettverk installeres to lagre for hver fase. En prototype av gjeldende kollektoraggregatet er vist i figur 2. Ved montering av TSU må tas i betraktning at i den lukkede lagerdekselet under fremstillingsprosessen av fett som sterkt kan påvirke endringen i den elektriske kraft i den aktuelle oppsamlingskrets. For å fjerne overflødig smøring, må lagrene skylles med et løsemiddel (fotogen) før montering av TSU.

I den viste prototypen TSU (Fig.2) er to noder montert (to i ett). Ett av dem (TAS) sender en spenning (strøm) fra strømkilden (f.eks, batteri) fast kontakt med den ytre lagerbanen med påfølgende overføring til den bevegelige kontakt av den indre ringen på samme peiling. Fra denne bevegelige burspenningen (strømmen) overføres til den bevegelige kontakten til det indre lagets indre bur. Videre, gjennom belastningen på samme måte, er TSU koblet til den andre kontakten på batteriet. Med andre ord overføres spenningen fra de bevegelige (roterende) kontakter til de faste kontakter, for eksempel fra armaturen til den elektriske generator til terminalboksen. I dette tilfellet inneholder 1. og 2. TSU to vanlige kulelager. En slik krets av gjeldende samling er laget for samtidig å vise overføringen av spenning (strøm) fra faste kontakter til bevegelige kontakter og omvendt fra å flytte til faste kontakter i en enhet. I praksis blir de to trådene i en fase er koblet til to faste sidestykke platelagre, en ledning for hver bur, og med innvendige bevegelige åk i hver av lagrene tilføres den spenning (strøm) til lasten. Ved sending av spenning (strøm) fra bevegelige (roterende) kontakter, gjør tilkoblinger i omvendt rekkefølge.

I den betraktede dobbelte TSU (figur 2) overføres spenningen fra de faste kontaktene til den bevegelige knutepunktet (roterende kontakter) ved å koble ledninger fra kraftkilden til det ytre løp av to lagre og "fjernes" fra begge lagers indre løp ved å koble ledningene til kontaktene til den bevegelige knutepunktet. Koblingsskjemaet for gjeldende kollektor er vist i figur 3, hvor 1-akselen til gjeldende kollektor; 2-isolator; 3 lagrene; 4 koblingsledninger. Som lasten brukte glødelamper. Diagrammet (Fig. 3) viser at spenningen (strøm) fra en batteriterminal tilføres til den faste kontakten til det ytre buret av ett lager, og deretter overføres til den bevegelige kontakten til det indre buret på det samme lager. Fra dette bevegelige huset blir spenningen overført til den bevegelige kontakten til det indre lag i det andre lagret, og deretter gjennom lasten (lyspære) i samme skjema, er TOS koblet til den andre batteriterminalen.

Testen på prototypen TSU er vist på videoen. Videoen viser arbeidet til TSU i 3 versjoner. 1. Når spenningen påføres de faste DC-kontaktene fra batteriet. 2. Ved påføring av vekselstrøm 36V fra industrienettet gjennom en trinnvis transformator. 3. Ved bruk av vekselstrøm 220V (50Hz) fra det industrielle nettverket. Elektriske lyspærer av tilsvarende rating ble brukt som en last. Enheten for å teste gjeldende kollektoraggregatet er vist i figur 4.

Videoen viser arbeidet til TSU i 3 versjoner. 1. Når spenningen påføres de faste DC-kontaktene fra batteriet. 2. Ved påføring av vekselstrøm 36V fra industrienettet gjennom en trinnvis transformator. 3. Ved bruk av vekselstrøm 220V (50Hz) fra det industrielle nettverket. Elektriske lyspærer av tilsvarende rating ble brukt som en last. Enheten for å teste gjeldende kollektoraggregatet er vist i figur 4.

Ved å overføre spenningen (strøm) fra de faste kontaktene til bevegelsen, som vist på videoen, i noen av de ovennevnte valgene (12V, 36V, 220V), er det ingen gnist mellom de ytre og indre ringene på lagrene. Tidligere, ved måling av elektriske parametere i TSU-kretsen (figur 3) ble det observert en liten endring (tap) av effekt, ca. 2%. For høyere spenninger og høyere strøm har TSU-designen en mer kompleks struktur. For å gjøre dette, bruk noden som vises i beskrivelsen av et av mine patenter.

Til slutt vil jeg understreke at den foreslåtte utformingen av TSU gjør det mulig å redusere strømbrudd mellom bevegelige og faste kontakter, minimere sannsynligheten for gnist mellom flytte og faste kontakter og øke driftsikkerheten til enheten.

DIY Forum: Spinning RGB LED Ball - DIY Forum

Etter en kort registrering kan du opprette og kommentere emner, tjene rykte, sende private meldinger og mye mer!

Spinning RGB LED Ball

# 1 12345

• Oppfinner

• Gruppe: Brukere
• Meldinger: 309
• Registrering: 29. januar 10

Dette er skrevet av forfatteren av selve videoen!

Alt er laget av enkle skrapematerialer: tre, deler av en videospiller, gamle fans, søppel, rør fra antennen - og et loddingjern! Kun 9 glidende kontakter, som ikke teller motorer. Strømmen for lysdiodene passerer gjennom 6 glidekontakter. Innsamling av enheten tar omtrent en uke.
Steg for trinn beskrivelse av forsamlingen med bilder her:
http://laserpointerforums.com/f57/led-orb-2-0-a-50012.html

Interessert i ideen om å møte en slik enhet, begynte jeg å rive i nette og nadybal veldig interessante bilder!

Gi ideene dine til å skape en Spinning RGB LED-ball!

Seksjon 1 FYSISKE OG KJEMISKE BASER AV MATERIAL SCIENCE 6

Emne 3.6 Materialer for mobilkontakter

Bakgrunn og krav

I ethvert elektronisk utstyr må elektrisk tilkobling og frakobling av individuelle kretser og blokker utføres, det er ofte nødvendig å utføre bytte av elektriske kretser, derfor må utstyret inneholde tilkoblings- og bytteelementer. Hoveddelen av disse elementene er elektriske kontakter. Med økningen i utstyrets kompleksitet øker antallet påførte elektriske kontakter betydelig, og påliteligheten til hele utstyret som helhet avhenger av deres ytelse. Mer enn 50% av utstyrssvikt er forårsaket av feil i elektriske kontakter.

En elektrisk kontakt er forbindelsen mellom to ledere ført i kontakt for å overføre elektrisk energi fra en leder til en annen. Koblede ledere kalles et kontaktpar.

I det generelle tilfelle inneholder en elektrisk kontakt to ledere som mekanisk presses sammen. Metaller som brukes i kontaktene er vanligvis polykrystallinske stoffer. De består av mange små områder (korn eller krystallitter) av uregelmessig form, som ligger på forskjellige måter i forhold til hverandre. Etter bearbeiding blir metalloverflaten grov, dvs. består av fremspring, som er krystallitter og deres fragmenter (høyde på fremspring 10. 100 mikron). Ved mekanisk og kjemisk polering reduseres den gjennomsnittlige størrelsen på overflaten uregelmessigheter til enheter av mikrometer. Imidlertid dannes et tynt lag med mekaniske og elektriske egenskaper som er forskjellige fra egenskapene til kildematerialet (figur 3.6, a) på den behandlede overflate. Dette laget, som kalles Bailby-laget, er resultatet av ødeleggelsen av de største fremspringene og påfølgende pressing av deres rusk inn i hulrommene til mikrorelivet. I dette tilfellet oksyderes en betydelig del av krystallittene, deres motstand øker, derfor er Beilby-laget nesten amorft og forskjellig i økt resistivitet og hardhet.

og - å kontakte; b - med mekanisk kontakt; 1 - Beilby lag; 2 - skjøre oksidlag; 3 - plast sulfid lag; 4 - polymer- eller vannfilmer; 5 - luft.

Figur 3.6 - Overflateforhold ved kontakt med materialer.

Dielektriske og halvlederfilmer dannes på overflaten av metallet i atmosfæren i industrielle byer. Først av alt bør oksidfilmer nevnes, hvor tykkelsen avhenger av diffusjonen av oksygen i metallet og metallet i oksidet av filmen, temperatur, trykk og sammensetning av miljøet. Kobber brukes oftest som kontaktmateriale. Graden av diffusjon av kobberioner i oksydet reduseres ettersom dens tykkelse øker, derfor reduseres filmveksthastigheten også med tiden og blir lik null. En film med tykkelse h0 er dannet på overflaten av kobber, som er konstant for disse ytre forholdene (for en viss fuktighet, temperatur og oksygentrykk i miljøet).

Oxidfilmen har passiverende egenskaper, men dens struktur ødelegges når en kontakt dannes (figur 3.6, b).

Samtidig vises såkalte tarnishing-filmer. De dannes i en atmosfære som inneholder hydrogensulfid, aktivt samvirker med metaller. Som et resultat syntetiseres sulfider på overflaten, som ved deres elektriske egenskaper tilhører halvledere eller (sjelden) dielektrikum.

Dessverre har slike filmer ikke passiverende egenskaper, og deres mekaniske egenskaper tillater betydelige deformasjoner uten å ødelegge strukturen (se figur 3.6, b). Eksterne filmer (polymer eller vann) påvirker kun kontaktens egenskaper i mikro-strømmen.

Tenk på den mekaniske tilkoblingen av to metaller (i form av sylindre med radius r0) under påvirkning av eksternt trykk (figur 3.7).

Figur 3.7 - Modell for klemming av flat elektrisk kontakt.

Siden de kontaktende metaller (kontaktpar) har en grov overflate, forekommer den mekaniske tilkoblingen av elementene av kontaktparene ikke over hele kontaktflaten, men bare i enkelte områder som kalles kontaktpunkter.

Blant de viktigste elektriske parametrene til kontakten er dets kontaktmotstand i overgangssonen mellom to metaller.

I tillegg til kontaktmotstanden er en annen viktig parameter for den elektriske kontakten den maksimale strømmen I_max, som kan sendes gjennom kontakten uten å påvirke ytelsen. Når det strømmer gjennom en lukket kontaktstrøm jeg_max Makt frigjøres i kontakten, kontakten varmes opp, noe som kan føre til metalloksydasjon og en økning i R_K. Som et resultat vil oppvarming av kontakten øke til kretsen er avbrutt.

Ved høye strømninger er det også mulig å smelte metalloverflaten, noe som gjør det umulig å åpne kontakten på grunn av sveising av kontaktparene. Når kontakten åpnes under den elektriske belastningen, er det også mulig å danne en elektrisk lysbue mellom lederne av kontaktparet, som ved høye strømmer kan føre til oksidasjon, elektrisk erosjon og sveising av kontakten.

Når kontakter drives i kretser med spenninger i enheter av mikrovolt eller i modusen for mikrostrømmer, bør det tas hensyn til termopower som oppstår i overgangssonen. Størrelsen og retningen av termopower bestemmes av elektrodpotensialene til kontaktmaterialene og deres temperatur. Hvis temperaturen på lederne av kontaktparet er den samme, er termoelementet lik den algebraiske forskjellen i elektrodepotensialene, som kan variere vilkårlig i tid i størrelsesorden.

En liten forskjell i kontaktpotensialer må også sikres for å utelukke utseendet til et galvanisk par i et vått miljø - dette kan forårsake korrosjon av lederne til kontaktparet.

I kontakt når strøm går gjennom det, oppstår nåværende støy uunngåelig. ThermoEMF og EMF-støy forårsaker endring i det elektriske signalet som går gjennom kontakten, noe som er spesielt merkbart ved lave spenninger og strømmer.

Under langvarig drift oppstår prosessene med mekanisk og elektrisk bruk av kontaktparet. Etter gjentatt artikulasjon og separasjon av kontakten oppstår forandringer i de geometriske dimensjonene og overflateforholdet til kontaktparene. Dette skyldes flere prosesser knyttet til hverandre.

En spesiell type komponenter er plane glidekontakter (for eksempel i elektriske motorer). Den slitende karakteren av slitasje, som er forbundet med bevegelsen av ett element av et kontaktpar på overflaten av en annen, spiller en betydelig rolle. Siden bevegelsen utføres under belastning, så med en strøm på 0,5. 1 Og kraftig elektrisk erosjon oppstår på grunn av gnist eller arcing. I dette tilfellet kan temperaturen på enkelte områder i sonen av mekanisk kontakt nå smeltepunktet og til og med kokepunktet til kontaktmaterialet. Som et resultat oppstår fordampning og sprut av metallet.

Alle behandlede prosesser påvirker slitestyrken i kontakten. Under holdbarheten forstår det maksimale antall ledd, hvoretter verdien av RK ligger utenfor den tillatte verdien. Avhengig av destinasjonen må kontaktene gi fra 100 til 108 ledd.

Alle kontaktene er delt inn i to typer: skyve og bryte.

Glidende gir overgang av elektrisk strøm fra den faste delen av enheten til mobilen (potensiometre, reostater, generatorer, likestrømsmotorer, etc.).

Eksplosiver gir kontrollert intermittent lukking og åpning av elektriske kretser i lang tid (reléer, forretter, elektromekaniske omformere, brytere). Slike arbeidsforhold forårsaker sveising av kontakter i dem, erosjon, korrosjon, mekanisk slitasje, noe som fører til ødeleggelse.

Materialer for glidende kontakter må ha lav resistivitet, lavspenningsfall på kontaktene, høy slitestyrke, må tåle arbeidet med høye hastigheter.

Materialer for å bryte kontakter jobber under de vanskeligste forholdene. De skal ikke bare ha lav resistivitet, et lite spenningsfall over kontaktene, men også være motstandsdyktig mot mekanisk og elektrisk slitasje.

Erosjon er forbundet med overføring av materiale fra en kontakt til en annen på grunn av gnist eller bueutslipp. Dette fenomenet er forbundet med kontaktens polaritet, derfor er det spesielt akutt i likestrømskretser. Under påvirkning av erosjon er formen på arbeidsflatene forstyrret, oppbygginger, kratere og lukkehalser dannes på dem, og sintring av kontaktene kan skje senere. For å redusere effekten av erosjon er et høyt smeltepunkt av kontaktmaterialet nødvendig, dårlig fordampning på grunn av høye verdier av smelte- og fordampningsvarme. Tungstenkontakter har de beste erosjonsegenskapene.

Korrosjon er forårsaket av kjemisk samspill av kontaktmaterialer med miljøet, det vil si med utseendet på overflaten av oksyd, sulfid, karbonat og andre filmer med dårlig elektrisk ledningsevne. Alle metallprodukter er utsatt for korrosjon under drift, men korrosjon av kontaktmaterialer går mye mer aktivt på grunn av oppvarming av kontaktene til høye temperaturer.

Høy korrosjonsmotstand, har edle metaller, spesielt de som har en lang tid som ikke er dekket av oksydfilmer og fikk navnet "netuskneyuschih". Disse inkluderer gull, platina og dets legeringer, iridium, rhodium og andre metaller, som har ingen eller en meget tynn oksid film, karakterisert ved høy elektrisk ledningsevne. For å bruke en slik kontaktkraft som er tilstrekkelig 0,15 0,25 N. For materialer med en tykk oksid film, for eksempel wolfram, er nødvendig å anvende en øket kraft på pinnene (til 10N) som bidrar til ødeleggelse av oksydfilmer under kontakt innvirkning.

Mekanisk slitasje oppstår på grunn av påføring av en bestemt kraft ved påvirkning av kontaktene og påfølgende kontaktpressing. For å minimere sprekkdannelse og slitasje av kontaktdeler er høy hårdhet og høy mekanisk styrke (hovedsakelig slagstyrke) av kontaktmaterialene nødvendige. I denne forbindelse er det mer hensiktsmessig å bruke edle metaller i form av galvanisering. Det er kjent at hardheten og slitestyrken til elektroplaterte belegg fra edle metaller er flere ganger høyere enn de tilsvarende indikatorene på et massivt edelt metall.

Kontaktmaterialer som oppfyller alle kravene nevnt ovenfor, finnes ikke. I praksis er det bare mulig å komme nærmere i en eller annen grad til totaliteten av de mest nødvendige materielle egenskaper. I alle mulige tilfeller skal enheter med bryte- og glidekontakter erstattes av passende elektroniske kretser. Dette øker vanligvis levetiden til enheten, reduserer antall feil, gjør det mulig å betjene enhetene i mer alvorlige forhold.

Materialer for glidende kontakter

Materialer for glidende kontakter kan deles inn i vårmetall og elektrisk kull.

Når fjærmetallkontaktmaterialer anvendes hovedsakelig bronser spesiell klasse (kadmium, tinn kadmium, beryllium) som har høy mekanisk styrke, motstand mot slitasje ved lave verdier av s. Den viktigste anvendelsen av fjærkontaktmaterialene er i potensiometre, brytere, reostater og andre elementer i elektronisk utstyr.

Elektriske karbonmaterialer er mye brukt for fremstilling av børster for elektriske maskiner, karbonelektroder for elektrokjemiske celler, lysbueovner og lignende. D. råmateriale for fremstilling av elektro-produkt er carbon black og naturlig grafitt.

Naturlig grafitt er et lagdelt materiale, en av varianter av rent karbon. Dens fysiske egenskaper i retning av lagdeling og vinkelrett på den er forskjellige. I retning av lagene har grafittets elektriske ledningsevne en metallisk karakter (p = 8 μOhm * m, Tcr = -1-10-3 K-1). Separate grafittflak kan enkelt skille seg og glide langs overflaten. Denne egenskapen til grafitt er verdifull for drift av glidekontakter. Den brukes i prosjektering ved fremstilling av tørre smøremidler basert på grafitt.

Karbon svart er et fint dispergert karbon blandet med harpiksholdige stoffer. De er preget av et bredt spekter av resistivitet (0,01-400 ohm-m).

Sot og grafitt blandes med et bunt (for eksempel kull tjære, flytende glass), presset og varmebehandlet. Ved høye avfyringstemperaturer (opptil 2200 ° C) øker størrelsen på grafittkrystaller, materialets konduktivitet øker og hardheten minker. Denne prosessen kalles grafitisering. Den gir deg mulighet til å justere de forskjellige egenskapene til elektriske karbonbørster.

Industri produserer penselmerker med forskjellig: karbon-grafitt (HS), grafitt (D), electrographitic, det vil si underkastes grafitirovaniyu (EG) metallografitnye inneholdende metallpulver (Ni MG)...

Det spesifikke trykket for alle børster er 20-30 kPa, med en kobberfriksjonskoeffisient på ikke mer enn 0,3. Spenningsfallet i børstekontakt ved nominell strøm varierer fra 0,3 V (MG børster) til 3 V (EG børster). Hovedanvendelsen til elektriske karbonbørster er i elektriske generatorer, elektriske motorer, autotransformatorer, etc.

Materialer for å bryte kontakter

De største bryterstrømkontaktene av denne typen er delt inn i lavstrøm (strømmer til enheter av ampere) og høystrøm.

Lavstrømskontakter er vanligvis laget av edle og ildfaste metaller, hovedsakelig fra sølv, platina, gull, wolfram og legeringer basert på dem som faste løsninger.

Sølv brukes i et bredt spekter av kontakter i utstyr med forskjellig kapasitet. Unntakene er spesielt nøyaktige kontakter med lavt kontakttrykk. Sølvkontakter anbefales ikke til bruk med materialer som inneholder svovel (for eksempel gummi, ebonitt).

Sølv - kadmium, sølv - palladium, sølv - magnesium - nikkel legeringer med forbedrede egenskaper sammenlignet med rent sølv er mye brukt. Fordelen med cadmium-sølv legeringer er å øke frekvensen av bue-slukking som oppstår mellom kontaktene, på grunn av kadmiumdamp og oksygen.

Sølv-magnesium-nikkel systemlegeringer, for eksempel SrMgN-99, samt legeringer med gull og zirkonium tilsetningsstoffer kombinerer vellykket egenskapene til elastiske og kontaktmaterialer. Dette gjør at du kan bruke dem som en enkelt "kontakt - vår" -deler, noe som er svært verdifullt i små og miniatyr enheter. Kontaktbestandigheten av disse legeringene er nesten like stor som overgangsresistensen av sølv.

Kontakter av sølv og dets legeringer er mye brukt i ulike relé oppgaver for anordninger av elektronisk utstyr, som opererer i bezdugovom modus i radioutstyr, automatisering enheter, innen luftfart og marine maskinvare utstyr.

Rent gull brukes kun til fremstilling av presisjonskontakter som arbeider med lavt trykk og lav spenning. Men i de gullkontaktene selv ved lave spenninger på grunn av erosjon dannet nåler og knuter. I tillegg er gull svært utsatt for bøyning. En vesentlig fordel med gull er dens korrosjonsmotstand mot dannelse av filmer av svovel, både ved romtemperatur eller under oppvarming. Gull som et kontaktmateriale er hovedsakelig brukt i form av legeringer med platina (f.eks ZlPl-7), sølv, nikkel, zirkonium, som har øket hardhet, god erosjon og korrosjonsbestandighet. Gull-legeringer brukes for å skyve kontakt potensiometre i måleinstrumenter, små releer, i et telefonapparat og plugg-inn-kontakter.

Platina oksiderer ikke i luft og danner ikke svovelfilmer. Dette gir platinekontakter med en stabil overgangsbestandighet. Ren platina er sjelden brukt for å lage kontakter, men er en av de beste basene for gruppe kontaktlegeringer. Tilsetningsstoffer nikkel, sølv, gull, iridium i stor grad øke hardheten og den spesifikke motstand av platinalegeringer. De vanligste platina-iridium kontakt legeringene PLI-10 og PLI-25. Platina legeringer brukes i kontakt presisjon relé opererer uten lysbuedannelse, i små og miniatyrreleer elektronisk utstyr, luftfartøyer elektrisk styring følerelement.

Tungsten er et av de vanligste og mest brukte kontaktmaterialene. Det er mest motstandsdyktig mot dannelsen av en buet, flere ganger mer motstandsdyktig mot erosjon enn platina. Tungstenkontaktene sveises nesten ikke under drift (smeltepunkt 3380 ° С). På grunn av deres høye hardhet, gir de seg ikke til merkbar mekanisk slitasje. Og de beste egenskapene har kontakter laget av wolframtråd, som har en langsgående fiberstruktur. Hvis kornene på kontaktene som er kuttet fra ledningen, er langstrakte langs kontaktens akse, øker slitestyrken markant.

Doping med molybden øker hardheten til wolfram, dets resistivitet og reduserer noe av refraktoriteten. Imidlertid har molybden en betydelig ulempe: det er utsatt for korrosjon i atmosfæriske forhold ved dannelse av løs oksidfilm som kan forårsake kontaktforstyrrelser. Derfor innføres molybden i legeringen med wolfram i små mengder.

Tungstenkontakter brukes i kontrollreléer av luftfartsutstyr, i omformere og strømbrytere, i vakuum- eller gassfylte brytere, telegrafer, signalreléer etc.

Høystrømskontakter er hovedsakelig produsert av metallkeramiske materialer oppnådd ved pulvermetallurgi-metoder. ildfaste metaller (W, Mo og legeringer basert på dem).

Metallkeramiske materialer for høystrømskontakter bør bestå av ikke-interaksjon med hverandre komponenter, hvorav den ene har en mye større refraktoritet, og den andre gir god ledningsevne av materialet. Når smeltet, holdes denne komponenten av overflatespenningskrefter i porene i ildfastfasen. For tiden har følgende materialer vist seg bra: sølv - kadmiumoksid, sølvnikkel, sølvgrafitt, sølv - wolfram, kobber - wolfram, kobber - grafitt.

Sølv eller kobber fase gir høy elektrisk og termisk ledningsevne av kontaktene, og en ildfast fase i form av ensartede slutninger av oksyder av kadmium, kobber, nikkel og wolfram, og grafitt gjør dem mer slitasje og varmemotstandsevne og hindrer kontakt sveising. I tillegg bidrar kadmiumoksyd, dekomponering ved en temperatur på ca. 900 ° C til kadmium og oksygen, til den raske utryddelsen av buen. Kobberoksid har lignende egenskaper, men ved høyere temperaturer.

Hvis de første komponentene i materialet knuses til en partikkelstørrelse på 0,5 - 2 mikron i stedet for de vanlige størrelsene på 50-150 mikron, øker kontaktens levetid 1,5-3 ganger. Fint kontaktmateriale er i tillegg merket med bokstaven m, for eksempel KMK-20m.

For å redusere sveising av kontaktmateriale kan være anordnet i den følgende rekkefølge: grafitt, wolfram, wolfram-legering - molybden cermet wolfram - kobber (sølv), wolframkarbid - sølv, legeringer av sølv - kadmium, metall sølv - kadmiumoksyd (kobber-oksyd), sølv (kobber) - grafitt, etc. Metall-keramiske kontakter er mer motstandsdyktige mot smelting, sveising og slitasje enn konvensjonelle metallkontakter. De er uunnværlige for høy strøm og mekanisk belastning, med moderate belastninger kan øke levetiden til kontakter betydelig, forbedre påliteligheten og holdbarheten til enheter med betydelige besparelser på metallisk sølv (fra 10 til 70%).

Heavy-metall-kontakt blir anvendt for generelle formål i utstyret av sjø og luft utstyr, spesielt i luftfarts releer og brytere av middels og tung, såvel som en automatsikring, startere, kontaktorer, Alarmreleene, og så videre. D.

Hvordan å gjøre fartkontrollen til kollektormotoren?

Ved bruk av en elektrisk motor i verktøy er et av de alvorlige problemene justeringen av rotasjonshastigheten. Hvis hastigheten ikke er høy nok, er verktøyet ikke effektivt nok.

Hvis det er for høyt, fører dette ikke bare til et vesentlig sløsing med elektrisk energi, men også til et mulig verktøy for utbrenthet. Ved for høye hastigheter kan verktøyet også bli mindre forutsigbart. Hvordan fikse det? Til dette formål er det vanlig å bruke en spesiell hastighetsregulator.

Motoren til kraftverktøy og husholdningsapparater tilhører vanligvis en av to hovedtyper:

1. Collector motorer.
2. Asynkrone motorer.

Tidligere var den andre av disse kategoriene mest utbredt. Nå tilhører ca 85% av motorene som brukes i elektriske verktøy, husholdningsapparater eller kjøkkenutstyr til kollektor typen. Dette forklares av at de har en større grad av kompaktitet, de er kraftigere og prosessen med å administrere dem er enklere.

Virkningen av en hvilken som helst elektrisk motor er bygget på et veldig enkelt prinsipp: Hvis en rektangulær ramme er plassert mellom polene på en magnet, som kan rotere rundt sin akse, og en likestrøm passerer gjennom den, vil rammen begynne å rotere. Rotasjonsretningen bestemmes i henhold til "høyre regelen".

Dette mønsteret kan brukes til å betjene kollektormotoren.

Det viktige punktet her er å koble strømmen til denne rammen. Når det roterer, brukes spesielle glidekontakter for dette. Etter at rammen roterer 180 grader, strømmer strømmen gjennom disse kontaktene i motsatt retning. Dermed vil rotasjonsretningen forbli den samme. Samtidig vil jevn rotasjon ikke fungere. For å oppnå denne effekten er det vanlig å bruke flere dusin rammer.

enhet

En kollektormotor består vanligvis av en rotor (anker), en stator, børster og en tachogenerator:

1. Rotoren er en roterende del, statoren er en ekstern magnet.
2. Pensler laget av grafitt er hoveddelen av glidekontaktene gjennom hvilke spenning påføres det roterende ankeret.
3. En takogenerator er en enhet som overvåker rotasjonsegenskaper. Ved brudd på ensartet bevegelse korrigerer det spenningen som kommer inn i motoren, og gjør det jevnere.
4. Statoren kan ikke inneholde en magnet, men for eksempel 2 (2 par poler). I stedet for statiske magneter kan også spoler av elektromagneter brukes her. En slik motor kan operere fra både direkte og vekselstrøm.

Enkelheten til å justere farten på kollektormotoren bestemmes av det faktum at rotasjonshastigheten direkte avhenger av størrelsen på den påførte spenningen.

I tillegg er en viktig funksjon at rotasjonsaksen kan festes direkte til de roterende verktøyene uten bruk av mellommekanismer.

Hvis vi snakker om klassifisering, kan vi snakke om:

1. DC-kollektormotorer.
2. Vekselstrømsmotorer.

I dette tilfellet snakker vi om akkurat hva slags strøm som leveres til elmotorer.

Forskjellen er i hvordan disse forbindelsene er organisert.

Her er det vanlig å skille mellom:

• Parallell opphisselse.
• Sekventiell opphisselse.
• Parallell sekvensiell opphisselse.

justering

Nå vil vi fortelle om hvordan du kan justere hastigheten til kollektormotorer. På grunn av det faktum at motorens rotasjonshastighet bare avhenger av størrelsen på den påførte spenningen, er alle justeringsmidler som er i stand til å utføre denne funksjonen, ganske egnet for dette.

Her er noen av disse alternativene for eksempel:

1. Laboratory Autotransformer (LATR).
2. Fabrikkjusteringsbrett som brukes i husholdningsapparater (du kan bruke spesielt de som brukes i miksere eller støvsugere).
3. Knapper brukt i utformingen av elektroverktøy.
4. Husholdningsbelysning kontrollerer med jevn handling.

Imidlertid har alle de ovennevnte metodene en svært viktig feil. Sammen med en nedgang i omdreininger, reduseres også motorenes kraft på samme tid. I noen tilfeller kan den stoppes selv for hånd. I noen tilfeller kan dette være akseptabelt, men for det meste er det en alvorlig hindring.

Et godt alternativ er å utføre justering av hastighet ved bruk av en tachogenerator. Det er vanligvis installert på fabrikken. Med avvik i motorens rotasjonshastighet, gjennom triacsene, overføres den allerede korrigerte strømforsyningen tilsvarende den nødvendige rotasjonshastigheten til motoren. Hvis motorrotasjonsjusteringen er integrert i denne kretsen, vil strømforbruket ikke forekomme her.

Hvordan ser det konstruktivt ut? Den vanligste reostatiske justering av rotasjon, og laget basert på bruk av halvledere.

I det første tilfellet snakker vi om en variabel motstand med mekanisk justering. Den er koblet i serie til kollektormotoren. Ulempen er den ekstra varmeeffekten og ekstra batterilevetid. Med denne metoden for justering er det et tap av rotasjonshastighet for motoren. Det er en billig løsning. Ikke aktuelt for tilstrekkelig kraftige motorer av de nevnte årsakene.

I andre tilfelle styres motoren ved bruk av visse pulser ved bruk av halvledere. Kretsen kan endre varigheten av slike pulser, som i sin tur endrer rotasjonshastigheten uten tap av strøm.

Hvordan lage dine egne hender?

Det finnes ulike alternativer for justeringsordninger. Vi gir en av dem mer detaljert.

Her er et diagram over sitt arbeid:

I utgangspunktet ble denne enheten designet for å justere kollektormotoren i elektriske kjøretøy. Det handlet om den ene hvor forsyningsspenningen er 24 V, men dette designet gjelder for andre motorer.

Det svake punktet til kretsen, som ble bestemt under testingen av sitt arbeid, er dårlig egnethet ved meget høye verdier av nåværende styrke. Dette skyldes noe avmatning i driften av transistorkretselementer.

Det anbefales at strømmen ikke overstiger 70 A. I denne ordningen er det ingen beskyttelse for strøm og temperatur, derfor anbefales det å bygge inn et ammeter og overvåke strømstyrken visuelt. Bryterfrekvensen vil være 5 kHz, den bestemmes av kondensatoren C2 med en kapasitet på 20 nf.

I dette tilfellet anbefales det å velge verdien av R1 på en slik måte at regulatoren fungerer riktig. Fra pulsutgangen går kontrollpulsen til en push-pull forsterker ved hjelp av KT815 og KT816 transistorer, og går deretter til transistorene.

Kretskortet har en størrelse på 50 til 50 mm og er laget av ensidig glassfiber:

Denne kretsen viser i tillegg 2 motstander på 45 ohm hver. Dette er gjort for mulig tilkobling av en vanlig datamaskinvifte for å avkjøle enheten. Når det brukes som motor, er det nødvendig å blokkere kretsen med en blokkerende (dempende) diode, som ved sine egenskaper tilsvarer to ganger verdien av laststrømmen og to ganger verdien av forsyningsspenningen.

Drift av enheten i fravær av en slik diode kan forårsake skade på grunn av mulig overoppheting. I dette tilfellet må dioden plasseres på kjøleribben. For dette kan du bruke en metallplate som har et areal på 30 cm2.

Reguleringstaster fungerer slik at strømforbruket på dem er lite nok. I den opprinnelige ordningen ble det brukt en standard datamaskinvifte. For å koble den brukte en begrensningsmotstand på 100 ohm og en forsyningsspenning på 24 V.

Den monterte enheten er som følger:

Ved produksjon av kraftenheten (i nedre figur) må ledningene kobles på en slik måte at det er minst bøyer av de ledere langs hvilke store strømmer passerer. Vi ser at produksjonen av et slikt instrument krever viss faglig kunnskap og ferdigheter. Kanskje det i enkelte tilfeller gir mening å bruke kjøpsenheten.

Utvalgskriterier og kompatibilitet

For å velge den mest passende typen regulator, må du ha en god ide om hvilke typer slike enheter er:

1. Ulike typer ledelse. Kan være et vektor eller skalar kontrollsystem. De førstnevnte blir brukt oftere, og sistnevnte anses å være mer pålitelige.
2. Regulatorens kraft må tilsvare maksimal mulig motorkraft.
3. Ved spenning er det praktisk å velge en enhet som har de mest universelle egenskapene.
4. Kjennetegn ved frekvens. Kontrolleren som passer deg må samsvare med den høyeste frekvensen som motoren bruker.
5. Andre egenskaper. Her snakker vi om verdien av garantiperioden, størrelsen og andre egenskaper.

Avhengig av formålet og forbrukeregenskapene, kan prisene for regulatorer variere betydelig.

For det meste er de i størrelsesorden rundt 3,5 tusen rubler til 9 tusen:

1. Regulatoren på svingene KA-18 ESC, beregnet på skalaer 1:10. Det koster 6890 rubler.
2. Regulator for svinger MEGA kollektor (vanntett). Det koster 3605 rubler.
3. Hastighetsregulator for LaTrax 1:18 modeller. Prisen er 5690 rubler.

Elektriske biler
og enheter

navigasjon

populært

Ringkontakter (figur 18) brukes til store slag av den bevegelige kontakten og store nominelle strømmer. De består av en bevegelig kontaktstang 2, to faste kontaktstenger 1, ruller 5 forbundet med akse 4 og kontaktfjærer 3. Når den elektriske kretsen er lukket, beveger den bevegelige kontakten seg.

Buttkontakter (figur 19) dannes ved å bevege en kontaktdel i retningen vinkelrett på overflaten av den andre kontaktdelen før den første kontakten. De er laget av hule rør, faste metallstenger og brukes hovedsakelig i høyspenningsbrytere. Overflatekontaktdelene utfører flate eller sfæriske. Buttkontakt består av en fast 1 og en bevegelig 2 kontaktdeler, fleksible forbindelser 4 og kontaktfjærer 3.

Glidekontakter gjør elektrisk kontakt når et kontaktstykke glir over det andre, og det er ingen åpen krets. De kan utføres med håndtak, bro, ruller og andre kontakter. I lavspenningsapparater brukes glidekontakter mye i reostater og regulatorer.

Forseglede kontakter åpner og lukker kretsen under inertgass eller vakuumforhold.

Gjør-det-selv glidende kontakter

Materialer for glidekontakter (kollektorplater av elektriske maskiner) skal ha lave verdier av resistivitet og spenningsfall ved kontaktene, høye verdier av minimumstrøm og motstand mot slitasje (slitestyrke), elektrisk erosjon og korrosjon. Glidekontaktene kan i sin tur deles inn i metall og elektrisk kull.

For fremstilling av fjærmetall glidekontakter (brukes hovedsakelig i brytere, potensiometre, reostater), bruk spesielle karakterer av bronse: kadmium, beryllium og krom (BrKd 1, BrB2, etc.), som har høy elastisitet, slitestyrke og lav verdi av spesifikk motstand. For eksempel legering C u - Cd (Cd

l%), danner en solid løsning som er tre ganger mer motstandsdyktig mot slitasje enn kobber. Messing brukes også til fremstilling av glidekontakter (for eksempel LS59-1, LMts58-2). Metallglidekontakter har den høyeste motstanden mot slitasje sammenkoblet med elektriske karbonmaterialer.

Elektriske kullmaterialer har relativt høy elektrisk og termisk ledningsevne (dårligere enn metaller), en meget lav friksjonskoeffisient, høy kjemikalieresistens, mange av dem - høy varmebestandighet (mer enn metaller). Disse materialene er mye brukt til produksjon av karbonelektroder til forskjellige bruksområder, børster til elektriske maskiner og autotransformatorer, kullpulver til mikrofoner, etc. Pensler produserte følgende merker: UG (karbon-grafitt), G (grafitt), EG (elektrografitisert), M og MG (kobber-grafitt). Det viktigste råmaterialet for produksjon av elektriske karbonprodukter er naturlig grafitt og karbon svart. For å oppnå et monolitisk produkt blandes grafitt og karbon svart med en bindemiddelkulltær (et biprodukt av kokkull) eller flytende glass, presset og avfyrt ved en temperatur på 2200-2500 ° C. Denne prosessen kalles grafitisering. Som et resultat av grafittisering øker størrelsen på krystallittene, den elektriske ledningsevne øker og hardheten reduseres.

Naturlig grafitt er en myk, krystallinsk substans av mørkgrå farge, som er en av to allotrope karbonformer; har en lagdelt struktur. I retning av lagene er elektrisk ledningsevne metallisk. For polykrystallinske prøver, resistivitet ρ _v ≈ 8 μOhm • m, TKρ = -1 • 10 -3 K -1. Individuelle grafittflager løsner lett og glir over overflaten, og danner et tørt smøremiddel. Kunstig grafitt er kjent, som oppnås ved termisk omkrystallisering av kull ved en temperatur på 2200-2500 ° C.

Sot er et kullpulver med høy grad av spredning (sfæriske partikler når 10-300 nm); De har en mer krystallinsk struktur enn grafitt (de kalles noen ganger kolloidalt karbon). Grafittstrukturen i soten er ennå ikke fullstendig dannet. Sot oppnås ved ufullstendig forbrenning av mange organiske stoffer.

For fremstilling av lavstrømbrytende kontakter bruker edle og ildfaste metaller.

Av edle metaller, sølv, gull, platina og forskjellige legeringer basert på dem, brukes for eksempel legeringer av systemene: gullsølv (A u - Ag), platina-ruthenium (Pt-Ru), platina-rhodium (Pt-Rh), sølv cadmium (Ag - Cd), sølvpalladium (Ag - Pd), sølvmagnesiumnikkel (Ag - Mg - Ni) osv. Gull og platina i ren form brukes til å lage presisjonskontakter. Gull brukes hovedsakelig i form av legeringer med sølv Ag, platina Pt, nikkel Ni, zirkonium Zr; platina - i form av legeringer med iridium Ir, nikkel Ni, sølv Ag og gull Og deg.

Av de ildfaste metaller brukes wolfram W og molybden Mo. Fordelen med wolfram er dens høye motstand mot lysbue og det praktiske fraværet av sveisbarhet. (Buen er preget av minimumsverdier av strøm og spenning ved hvilken en bueutladning oppstår). Imidlertid har wolfram en relativt tykk oksidfilm og krever derfor et høyt kontakttrykk. Ulempen med molybden er dannelsen av oksidfilmer, som har en løs struktur og kan plutselig helt ødelegge kontaktledningsevnen. Tungsten dopet med molybden, økt hardhet og resistivitet og redusert T_pl og korrosjonsbestandighet.

Kobber, legeringer og bimetaler basert på det er også mye brukt for fremstilling av bryte kontakter.

Ved produksjon av strømforbruddskontakter er komposittmaterialer mye brukt. De er en blanding av to faser, hvorav den ene gir høy elektrisk og termisk ledningsevne av kontaktene, og den andre, i form av ildfaste inneslutninger, gir kontaktene motstand mot mekanisk slitasje, elektrisk erosjon og sveising. Strømbrytere fra komposittmaterialer produseres ved pulvermetallurgi. Sammensetninger basert på kobber og sølv - sølv - kadmiumoksid, sølv - kobberoksid, kobber - grafitt, sølv - nikkel, sølvgrafitt, har vist seg som kontaktmaterialer. Også brukt er ternære komposisjoner: sølv-nikkel-grafitt, sølv-wolfram-nikkel. I disse sammensetningene gir kobber- og sølvfasene elektrisk og termisk ledningsevne for kontakter, og inneslutninger av kadmiumoksid og kobberoksyd, så vel som wolfram, nikkel og grafitt, øker slitasje og varmebestandighet og forhindrer kontaktene fra sveising. C u - W har blitt brukt som elektrokontaktkomposisjoner i høyspenningsolje og luftstrømbrytere, C u - Mo høyspenningsoljebrytere, og C u - Bi - B, C r - C u - W, Fe - C u - vakuumkamre. Bi. For fremstilling av strømforstyrrende kontakter, som drives ved forhøyede spenninger og kontakttrykk, brukes også solid kobber, noe som betydelig reduserer kostnadene ved elektriske apparater.