ตารางเปรียบเทียบ
ขนาดแปรงถ่าน
TOSHIBA

บทความเกี่ยวกับแปรงถ่าน

แปรงถ่าน (Brushes) คือ ส่วนประกอบสำคัญที่ใช้นำส่งกระแสไฟฟ้าระหว่างส่วนที่อยู่นิ่งกับที่ (Stator) หรือที่เราเรียกกันว่า ฟิลล์คอย (Field Coil) และส่วนที่หมุน (Rotor) หรือที่เราเรียกว่า ทุ่นอาร์เมเจอร์ (Armature) เพื่อทำให้วงจรไฟฟ้าสมบูรณ์ ส่งกำลังขับให้กับมอเตอร์กระแสตรง (DC Motor)

ซองถ่าน (Brushes holder) คือ อีกหนึ่งอุปกรณ์สำคัญของวงจรไฟฟ้า โดยซองถ่านมีหน้าที่ยึดติดแปรงถ่านด้านที่มีสปริงและทองแดงไว้กับแหล่งกำเนิดไฟฟ้า เพื่อให้ส่วนที่เป็นคาร์บอนสัมผัสติดกับคอมมิวเตเตอร์ (Commutator) ในการรับและส่งผ่านกระแสไฟฟ้าไปยังมอเตอร์

คาร์บอนและกราไฟต์ (Carbon & Graphite) แปรงถ่านส่วนใหญ่ถูกผลิตโดยใช้คาร์บอน และกราไฟต์เป็นหลัก โดยแปรงถ่านคาร์บอนทำจากผงถ่านคาร์บอนบริสุทธิ์ มักใช้ในเครื่องไฟฟ้าขนาดเล็ก แปรงถ่านแกรไฟต์ทำจากผงถ่านคาร์บอนบริสุทธิ์และนำไปให้ความร้อนจนแปรสภาพเป็นแกรไฟต์ แปรงถ่านชนิดนี้มีคุณสมบัติที่ดีและนิยมใช้กันแพร่หลาย

แปรงถ่านโลหะแกรไฟต์ (Metal Graphite) เป็นแปรงถ่านชนิดพิเศษที่สามารถทนต่อกระแสไฟฟ้าสูงได้ดี เหมาะกับเครื่องมือที่มี slip ring เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ(AC) และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำ มักพบใช้งานกับไดนาโม เครื่องปั่นไฟ

แปรงถ่าน ประกอบด้วยส่วนประกอบสำคัญ 4 ชิ้น คือ

1. แท่งถ่าน – คาร์บอน แกรไฟต์ โลหะแกรไฟต์(ทองแดงผสมแกรไฟต์)
2. สายทองแดง
3. ขั้วต่อสายทองแดง
4. สปริง

แปรงถ่านถูกแบ่งเป็น 5 หมวดใหญ่ได้แก่

1. Electrographite brushes อิเล็กโทรกราไฟต์ เป็นแปรงถ่านเกรดที่นิยมใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้าในปัจจุบัน ด้วยคุญสมบัติการหล่อลื่นที่ดี มีการระบายความร้อนที่ดี ทนต่อแรงเสียดทานลดการสึกกร่อนของคอมมิวเตเตอร์และแหวนลื่นได้ดี ทำงานได้ดีทุกย่านแรงดันไฟฟ้า และคงยังประสิทธิภาพสูงที่การใช้กระแสไฟฟ้าสูง แรงดันไฟฟ้าสูง และความเร็วสูง สามารถทำงานภายใต้ภาระหนักได้ดี
2. Carbon Graphite brushes คาร์บอนกราไฟต์ เกิดจากการผสมกันของกราไฟไต์และปิโตรเลียมโค้ก (petcoke,petroleum) หล่อขึ้นเป็นก้อนที่ความร้อนสูง จึงมีเนื้อแข็งและทนทาน ทำให้แปรงถ่านนี้สามารถทนต่อการใช้งานหนักได้ดี มีความต้านทานที่สูง  เหมาะใช้งานกับเครื่องมือรุ่นเก่า ที่มีความเร็วต่ำ กระแสไม่สูงมากนัก เช่นเครื่องจักรคอมมิวเตเตอร์ Commutator machine
3. Natural graphite brushes แปรงถ่านที่ประกอบด้วยกราไฟต์ธรรมชาติหรือกราไฟต์เทียมที่หลอมรวมกันมีลักษณะแปรงที่อ่อนนุ่ม กราไฟต์ธรรมชาติมักประกอบขึ้นจากขี้เถ้าทำให้มีความพรุนต่ำ ซึ่งช่วยให้แปรงมีฤทธิ์กัดกร่อนที่ดีและไม่ทำให้เครื่องสกปรก คุณสมบัติเหล่านี้ส่งผลให้คอมมิวเตเตอร์หรือวงแหวนลื่นได้รับการปกป้องระหว่างการทำงานในบรรยากาศที่ปนเปื้อนได้ดีมาก เหมาะกับเครื่องจักรที่มีความเร็วรอบสูง
4. Resin graphite brushes เป็นแปรงถ่านที่มีความต้านทานไฟฟ้าสูงถึงสูงมากกว่าชนิดอื่นๆ ผลิตขึ้นจากกราไฟต์ผสมกับเรซินแบบเทอร์โมเซ็ตติง ผสมเข้าด้วยกันโดนการกดอัดและทำให้เป็นโพลีเมอร์ที่อุณหภูมิที่เหมาะสม คุณสมบัติแข็งแรงและทนทานสูงมาก การสูญเสียทางไฟฟ้าต่ำ เหมาะกับเครื่องที่ใช้งานกระแสไฟฟ้าต่ำ
5. Metal graphite แปรงชนิดนี้ทำจากกราไฟต์ธรรมชาติและผงโลหะ ซึ่งทองแดงเป็นองค์ประกอบโลหะที่ใช้มากที่สุด แต่ก็ยังใช้ดีบุก เงิน และตะกั่วบ้าง เนื่องจากมีความต้านทานต่ำ จึงใช้งานได้ที่แรงดันไฟฟ้าต่ำและทำต่อกระแสไฟฟ้าได้สูง สามารถใช้งานได้หลากหลายเครื่องมือ มักพบในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคอมมิวเตเตอร์ ไดนาโมและมอเตอร์ไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำ

ปัจจัยที่ทำให้แปรงถ่านเสียไว

1. ความผิดปกติที่เกิดกับแปรงถ่าน

• ติดตั้งแปรงถ่านไม่ดี เกิดการลัดวงจร (Spark)
• เลือกใช้งานแปรงถ่านผิดเกรด
• หน้าสัมผัสของแปรงถ่านไม่เรียบ
• สปริง และลวดทองแดงเสียหาย
• ซองใส่แปรงถ่านเสียหาย

2. ความผิดปกติที่เกิดกับคอมมิวเตเตอร์

• หน้าสัมผัสเปื้อนน้ำมัน
• หน้าสัมผัสสึกกร่อน ไม่เรียบ
• ฉนวนไมก้า (Mica) หลุดออกมา

3. ความผิดปกติที่เกิดกับมอเตอร์

• การสั่นสะเทือนบนตัวมอเตอร์และโหลด (Load) ที่มากเกินไป
• สภาพแวดล้อมต่างๆ เช่น ลม ฝุ่น น้ำมัน จารบี

การดูแลรักษาแปรงถ่าน

• ตรวจเช็คจุดต่อสายไฟที่ซองถ่าน และแปรงถ่าน
• เช็คระยะห่างของซองถ่าน ควรห่างประมาณ5มิล.
• เช็คแรงกดของสปริง
• เพียงทำความสะอาดฝุ่นออกจากมอเตอร์
• เช็ดคราบสกปรกออกจากมอเตอร์

อายุการใช้งานแปรงถ่าน

โดยปกติแล้วแปรงถ่านในเครื่องมือไฟฟ้า จะมีอายุการใช้งาน 1-2ปี ซึ่งขึ้นอยู่กับการใช้งานเช่นกัน หากใช้งานบ่อยตัวแปรงถ่านจะเกิดการสึกกร่อนเร็ว และผิวสัมผัสเสียหายไว ซึ่งเราสามารถสังเกตอาการของแปรงถ่านที่ใกล้หมดได้จาก อาการเหล่านี้ Click

แปรงถ่านหมดดูยังไง

เนื่องจากอายุการใช้งานของแปรงถ่านนั้นขึ้นอยู่กับการใช้งาน เรามีวิธีเช็คง่ายๆ ว่าแปรงถ่านของคุณใกล้หมดแล้วหรือยัง

1. ให้ลองเปิดใช้งานเครื่องมือ หากเปิดเครื่องไม่ได้ ไม่มีกระแสไฟฟ้าเข้า เป็นสัญญานว่าแปรงถ่านหมด
2. เมื่อเปิดใช้งานเครื่องมือ แล้วพบว่าเครื่องมือทำงานไม่ต่อเนื่อง มีอาการสะดุด เป็นสัญญานว่าแปรงถ่านคุณนั้นใกล้หมดแล้ว

หากเกิด 2 อาการนี้อย่าเพิ่งตกใจ เครื่องมือของคุณไม่ได้เสีย อาจจะแค่ แปรงถ่านหมด เท่านั้น

การเปลี่ยนแปรงถ่านคาร์บอน

ทำได้ง่ายๆ เปลี่ยนเสร็จใน5นาที เพียงทำขั้นตอนดังนี้

เนื่องจากแปรงถ่านเป็นอุปกรณ์ที่สำคัญในการนำส่งกระแสไฟฟ้า จึงพบได้ในเครื่องใช้ไฟฟ้าหลากหลายชนิด ซึ่งเราสามารถเข้าไปเปลี่ยนแปรงถ่านได้บริเวณมอเตอร์ของเครื่องมือ เครื่องใช้เหล่านั้น ตามขั้นตอนดังนี้

1. เปิดฝาเครื่องมือ เครื่องจักร
2. มองหาบริเวณที่มี ทุ่น และฟิลคอย
3. บริเวณคอมมิวเตเตอร์ของทุ่น จะมีซองถ่านอยู่
4. ให้เปิดซองถ่าน และนำแปรงถ่านอันเก่าออก
5. ทำความสะอาดภายในเครื่องมือ เป่าฝุ่นและเช็ดคราบสกปรกออก
6. ตรวจเช็คขั้วสายไฟ สปริง และถ่านของแปรงถ่านใหม่ก่อนใช้งาน
7. ใส่แปรงถ่านใหม่เข้าไป โดยใส่ด้านที่มีขั้วทองแดงเข้าด้านในซองถ่าน และนำด้านเนื้อถ่านคาร์บอนไว้ฝั่งคอมมิวเตเตอร์
8. ประกอบเครื่องมือกลับเหมือนเดิม และทดสอบการใช้งาน
9. แนะนำให้เปิดใช้งานที่ความเร็วรอบต่ำ เป็นเวลา 3-5นาที เพื่อให้แปรงถ่านเข้าที่และทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ