Erdungsbürsten in Generatoren

Wissenschaft Naturwissenschaften allgemein
#1

Hallo,

in heutigen Generatoren sind in der Nähe der Wicklungen Erdungsbürsten (typischerweise Kohlebürsten) vorgesehen, um Kriechströme im Rotor zu erden.
Meine Fragen dazu:
Was für Faktoren beeinflußen die Lebensdauer von Kohlebürsten?
Was für einen Einfluß hat die Bürstenhalterung?
Wie sollte der Schleifring gestaltet sein (Material, Oberfläche etc) um hohe Lebenszeiten zu erreichen?
Gibt es Alternativen zu Kohlebürsten?

Sehr detailierte fragen, aber ich freue mich schon auf Eure antworten.

Vielen Dank Manuel

#2

Hallo Manuel,

Meine Fragen dazu:
Was für Faktoren beeinflußen die Lebensdauer von Kohlebürsten?

Oberflächenrauheit des Schleifrings, Zusammensetzung der Kohle (Härte), Anpressdruck und der fliessende Strom.

Was für einen Einfluß hat die Bürstenhalterung?

Anpressdruck, dynamisches verhalten (z.B. wenn die Bürste hüpft)

Wie sollte der Schleifring gestaltet sein (Material,
Oberfläche etc) um hohe Lebenszeiten zu erreichen?

So ein Schleifring besteht immer aus einem möglichst dauerhaften undeinem verschleiss Teil. Das Hauptproblem besteht darin, dass keine Schmiermittel (wie Öl, Fett, Teflon) verwendet werden können, da diese alle isolieren. Graphit kann als Schmierstoff verwendet werden und leitet auch noch ganz gut.
Reines Graphit ist aber zu weich, weshalb Kohlebürsten aus einer Mischung aus Graphit und härteren Materialien bestehen. Dies ist aber eine Wissenschaft für sich und du müsstest bei einem Kohlebürsten-Hersteller einmal nachfragen.

Gibt es Alternativen zu Kohlebürsten?

Bei den ersten Generatoren wurden einfach ein Bündel Drähte verwendet, das sah dann auch wie ein Pinsel oder eben eine Bürste, daher der Name.

Also Metall- oder Kohlefaser-Bürsten.
Rollen (Metall/Kohle)

Das Problem ist sehr Drehzahlabhängig. Ein weiteres kriterium ist eine möglichst kontinuierliche Kontaktgabe.

MfG Peter(TOO)

#3

Viel Dank Peter für deine schnelle Anwort.

Allerdings habe ich noch ein Problem:
Die Kohlen, die für die Bürsten eingesetzt werden, variieren stark in ihrem Reibwert (von 0,05 bis 0,4). Für einen möglichst geringen Verschleiß und somit hohe Lebensdauer ist üblicherweise ein niedriger Reibwert nowendig.
Also müßte ich für ein Optimum an Lebensdauer meiner Kohlebürsten, eine Kohle mit niedrigen Reibwert und hohe Härte wählen.
Wo ist da der Haken? (Abgesehen von finanziellen Aspekten.)

Manuel

#4

Hallo Manuel,

Allerdings habe ich noch ein Problem:
Die Kohlen, die für die Bürsten eingesetzt werden, variieren
stark in ihrem Reibwert (von 0,05 bis 0,4). Für einen
möglichst geringen Verschleiß und somit hohe Lebensdauer ist
üblicherweise ein niedriger Reibwert nowendig.
Also müßte ich für ein Optimum an Lebensdauer meiner
Kohlebürsten, eine Kohle mit niedrigen Reibwert und hohe Härte
wählen.
Wo ist da der Haken? (Abgesehen von finanziellen Aspekten.)

Am besten fragst du einmal bei einem Hersteller nach. Wie ich schon geschrieben habe ist das ganze eine Wissenschaft für sich.

Das ganze ist gar nicht so teuer, ich hatte vor ein paar Jahren eine Offerte von einem deutschen Hersteller bei 100 Stk so 2-3 Euro pro Stück. Die hättem extra gefertigt werden müssen.

MfG Peter(TOO)