HIỆN TƯỢNG GIÃN NỞ, KẸT CHỔI THAN
Hiện tượng giãn nở chổi than có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng
Tắc chổi than, gây ảnh hưởng tới động cơ và phá hủy vành góp
Hoặc phá hủy bề mặt tiếp xúc chổi than với lớp: resin bonded graphite.
Nguyên nhân và phương án khắc phục
Cơ chế gây ra hiện tượng là khác nhau với ba loại vật liệu chính chế tạo chổi than.
1. Nhóm chổi than kim loại
Thành phần chính của lớp vật liệu này là bột kim loại và graphite, ngoài ra có thể có them một số phụ gia khác nhằm tăng hiệu suất.
Tùy thuộc vào hàm lượng kim loại, các cầu dẫn kim loại được hình thành trong suốt quá trình làm việc của chổi than, các hạt kim loại được phân bố đồng đều ngẫu nhiên trong vật liệu.
Ảnh chụp vật liệu Metal graphite
Những hạt kim loại này có kích thước lớn và bề mặt dễ tác động. Ở điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cao bề mặt này có thể được phủ một lớp oxit kim loại, ngay kể cả những hạt nằm phía trong của vật liệu. Đi kèm với quá trình oxi hóa là việc giãn nở về thể tích, chổi than sẽ tăng kích thước dẫn tới việc bị kẹt trong giá đỡ chổi than, cuối cùng chúng sẽ bị phá hủy bằng cách phát nổ. Việc này sẽ gây ảnh hưởng nặng nề tới giá đỡ chổi than và bộ góp điện.
Nếu hiện tượng quá tải không xuất hiện thì việc giãn nở được hình thành trong điều kiện độ ẩm cao.
2. Nhóm chổi than Resin bonded graphite ( Graphite nhựa)
Có lý do cho giá trị cho mật độ dòng là 8 A/cm² trong bảng dữ liệu về lớp chổi than này. Các điểm tiếp xúc của vật liệu này chịu được tải cao ở mật độ dòng cao nhờ khả năng kháng đặc trưng của lớp nhựa tiếp xúc và điện áp suy hao cao, lên đến 5V giữa hai chổi than. Nó thường được sử dụng trong động cơ nâng hạ, chịu sốc công suất.
Việc chịu quá tải này làm cho nhiệt độ cục bộ tăng cao. Nhựa được sử dụng làm chất kết dính sẽ thay đổi cấu trúc của nó, dẫn đến giãn nở chổi than.
Vì vậy, cần chắc chắn điều kiện hoạt động của chổi than thỏa mãn:
Mật độ dòng hoạt động: 8 A/cm² và quá tải ngắn hạn: 10 A/cm².
3. Nhóm chổi than Electro-graphite (Graphite điện cực)
Với nhóm vật liệu này, việc chế tạo có thể được xử lý nhiệt ở nhiệt độ 3000oC, do đó trong điều kiện hoạt động thông thường hay thậm chí là oxi hóa do quá tải, nhiệt độ lên tới 350oC cũng hầu như không tác động tới kích thước chổi than, độ giãn nở ảnh hưởng là rất nhỏ. Tác động do giãn nở với lớp vật liệu này là rất thấp, ngay cả với những vật liệu đã được ngâm tẩm các phụ gia khác.
