什麼是碳刷?

2021-08-26編輯精選 來源出處:撰文/雷斯媒體小編

碳刷又稱之為電刷,是在發電機裡面非常重要的一個元件,而且都隱藏在你我的生活之中喔,在介紹之前我們先瞭解碳刷的主要原料吧。碳刷的主要材料就是石墨,石墨屬於自然元素,其主要成分就是碳,像鉛筆芯他的基礎就是石墨,現在從石墨中提煉出來的新元料為石墨烯,大家應該多少有聽說過吧,它已經成為全世界最炙手可熱的新技術材料之一,不僅導電性高、良好的電容性能和散熱性能等,所以現今很多高科技產品都要需要它。

 

碳刷又如何運作呢?
碳刷的最主要作用就是能量和信號的傳遞裝置,在電動機與發電機或其他旋轉機械的固定部分和轉動部分之間使用,外型來說大多屬長方型局多,有些碳刷則有金屬導線引出,成為其重要組成部分之一。碳刷做為一種滑動接觸件,所以容易磨損需要定期更換和清理磨損掉的積碳,在許多電氣設備中得到廣泛的應用。

 

為什麼一定要使用石墨呢?
上述有提到石墨的導電性高,且散熱性能非常好,超過很多金屬,是非金屬的上百倍,所以製造成電極,碳刷等導電零件,石墨的元素結構決定了其有很好的潤滑性,舉例來說;我們在生銹的門鎖裡塗上些鉛筆灰,這樣開門就容易多了,這就是石墨的潤滑作用。

 

文章開頭有提到,碳刷隱藏在你我的生活之中,那又是用在哪些地方呢?下方再帶著大家來了解,在不同的產品中,適用的碳刷也不盡相同。

 

因為汽、機車啟動馬達屬於間歇運轉並藉之帶動引擎,因此碳刷材質需要有較高的含銅量來傳導極大電流,含銅量需在40~90%左右,有鑑於碳刷含銅量高容易破壞整流子表面之故,需以特殊材質粉末並經以穩定的燒結溫控製造,得以使此類碳刷製品除具有高性能外更保有優良之潤滑性,且可承受瞬間極大電流密度、有效提高扭矩驅動效能、耐磨損、延長馬達壽命等。

 

此類馬達所使用之碳刷主要須具備有高效的摩擦導電性能,以及良好的潤滑性,因此,在此類使用之材質具有抑制火花能力強、降低高頻之產生、減少粉塵等優等,無論在馬達工作電壓高、轉速高或是連續運轉之使用環境下,均能提供給馬達有安定的輸出功率。

 

由於使用環境以及物件的特殊性,健康運動器材的控制性能有區別於其他馬達控制的特殊要求。以跑步機為例,一般的使用環境皆是在室內居多,對於降低馬達噪音及制動換向能力、減少溫升…等要求是格外地嚴格,而為使客戶所生產的馬達能更臻於完美。

 

由於微小碳刷,要求尺寸(公差)制定上需更為精確,就材質而言,有銀、銅、石墨等主要元素,可依照各種機型來選配適當材質,也可依照馬達裝配方式不同而製成多樣性外形,實現較佳的整流效果,並幫助馬達設計主在開發之初,能有更大的變通性來满足設計需求。

 

運用換向性能要求高,且持續振動並處惡劣環境之馬達,更需要高性能、耐磨損、耐衝擊之碳刷來保持其機械效能:富永所生產的碳刷便能提供如此特性需求,同時完善的品質更受到客戶肯定及信賴。 應用範圍:電動代步車、電動輪椅、電鋸、砂輪機、鑽孔機、切割機、電動起子….等。

 

伴隨著近年來電子科技蓬勃發展,許多產業製程運用了大量的回路斷續技術,使得電氣接點具有高度的利用價值:就接點的應用技術上,應著重於電氣回路的優良性與接點轉移損耗量、電弧能量和接觸電阻值,以及不易產生熔著或黏著等機制,進而強化其使用壽命。

 

又分種類有定壓型碳刷座、碳刷磨耗警示型碳刷座、後蓋碳刷座組、外換抽銅型碳刷座、鋁抽外型碳刷座、射出無銅型碳刷座及精密滑環等系列,可於馬達開發初期針對馬達的條件與需求做整體的設計考量。

 

※ 台灣最大碳刷供應商:富永炭素成立43個年頭與日本母廠合作生產,針對不同產業及產品客製各種類型的碳刷與改善方案,成立至今己銷售突破3億個碳刷,品質受到全球肯定。