LE SPAZZOLE IN ELETTROGRAFITE
Le materie prime sono il coke di petrolio ed il coke di nerofumo, opportunamente miscelate in percentuali prestabilite, al fine di ricavare il prodotto finale voluto.
Legate tra di loro con resine e/o peci le materie prime vengono pressate e cotte a temperature fino a 1200°C.
Il processo di cottura cokifica il legante ottenendo carbone duro, già utilizzabile per spazzole adatte a particolare usi, ma non certo performanti come le spazzole in elettrografite.
Per ottenere L’elettrografite necessita sottoporre il carbone duro ad un’ulteriore cottura, fino a 2500°C, per un procedimento che dura 24 giorni, atto a trasformare il carbone duro in una forma microcristallina di grafite, denominata elettrografite.
L’elettrografite ha buona conducibilità elettrica e termica ed una buona capacità di scorrimento, caratteristiche che dipendono dalla iniziale ricetta di composizione delle suddette materie prime di base.
SCELTA DELLA SPAZZOLA IN ELETTROGRAFITE IN FUNZIONE DELLE CARATTERISTICHE DELLA MACCHINA ELETTRICA
Il coke di petrolio ha la caratteristica di essere molto autolubrificante; una spazzola composta prevalentemente di coke di petrolio ha un colore grigio antracite, tenerla tra le mani si ha quasi la sensazione di avere del sapone in mano.
L’alto potere lubrificante del coke di petrolio permette così di ridurre l’attrito tra spazzola e collettore, conferendo una durata elevata della spazzola ed una ottima formazione di patina necessaria a proteggere il collettore.
Tuttavia, di contro, il coke di petrolio ha un basso valore di resistenza elettrica che non permette di attutire lo scintillio che si forma tra le lamelle del commutatore a causa della commutazione della macchina.
Quindi, più la macchina ha difficoltà di commutazione e più bisogna che la spazzola sia resistiva, di conseguenza l’elettrografite avrà una percentuale di coke di nerofumo maggiore a discapito del coke di petrolio, proporzionalmente alla resistività elettrica che dovrà avere la spazzola.
SCALA WESTINGHOUSE
La scala Westinghouse è la convenzionale scala indicativa della caratteristica di commutazione di una macchina elettrica rotante a commutatore.
Essa va interpretata come segue:
lo scintillio BIANCO/AZZURRO é dovuto alla ionizzazione dell'aria tra la spazzola e le erose particelle di carbone sospinte in aria; non nuoce allo stato del commutatore e della spazzola e pertanto la corretta scelta della spazzola è orientata su elettrografite ad alto contenuto di coke di petrolio, innanzitutto lubrificante, anche se a bassa resistività elettrica e quindi poco commutante.
Lo scintillio GIALLO é dovuto all'incandescenza del carbone della spazzola che si usura con il distacco delle particelle bruciate; non nocivo per il commutatore, ma determinante per il consumo della spazzola che quindi dovrà essere di elettrografite ad alto contenuto di nerofumo, ad alta resistività elettrica, a discapito della lubrificazione.
Lo scintillio rosso é dovuto a perline di rame in fusione del commutatore che si danneggia repentinamente formando solchi e rigature; nocivo sia per il commutatore che per la spazzola; ad evitare ciò è indispensabile una elettrografite ad alta resistività, ed in esecuzione gemellare che, per via dell’aria interposta tra le due semispazzole, implica un maggior potere commutante riducente le correnti trasversali (capitolo relativo all’esecuzione della spazzola).