КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ Российский патент 1994 года по МПК H01R39/04 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к коллекторам электрических машин средней и большой мощности.

Известен коллектор электрической машины, содержащий набор коллекторных пластин, каждая из которых состоит из верхней контактной и нижней несущей частей, сопряженных между собой посредством механического зацепления и с возможностью перемещения относительно друга друга. Пластины собраны в кольцо и опрессованы в изолированных конусных втулках в кольцевую арку.

Недостатком этой конструкции является повышенной расход меди на изготовление коллектора, так как петушок для соединения пластин с секциями обмотки якоря должен выступать над контактной частью пластины на 25-40 мм.

Если петушок изготавливают за одно целое с контактной частью пластины, ширину медного профиля надо увеличивать на указанные выше 25-40 мм с последующей вырубкой лишней меди, выступающей над контактной частью пластины, что увеличивает бесполезный расход меди на 40-60 % .

При изготовлении петушка за одно целое со стальной несущей частью пластины увеличивается на 40-60 % расход стали.

Цель изобретения - создание конструкции коллектора, где изготовление составной биметаллической пластины обеспечит минимально возможный расход профильной меди и стали.

Поставленная цель достигается тем, что составная биметаллическая коллекторная пластина изготавливается в виде трех самостоятельных профилей с последующим присоединением петушка к контактной или несущей части пластины сваркой или пайкой.

На фиг. 1 показана пластина с наваркой петушка к контактной части пластины; на фиг. 2 - коллекторная пластина с приваркой петушка к несущей части пластины.

Контактная часть 1 (см. фиг. 1) выполнена из меди или ее сплавов, соединена с несущей частью 2 подвижным зацеплением 3 и расположена по всей длине несущей части 2. Петушок 4 выполняется из меди (ее сплавов) или стали и с двух сторон соединен сварным швом 5 (частичным или сплошным) с контактной частью 1. По середине петушка прорезан шлиц 6 для соединения коллекторной пластины с секциями обмотки якоря. На фиг. 2 показана составная пластина, где петушок выполнен из меди (ее сплавов) или стали и приваривается к несущей части пластины. Контактная часть 1, в отличие от фиг. 1, расположена на несущей части 2 не на всю ее длину, а с зазором δ между ее торцом и петушком 4. В процессе работы ток нагрузки в конструкции, показанной на фиг. 1, проходит от контактной части к петушку и обратно без участия несущей части пластины, которая в данном варианте служит только для крепления. В конструкции, показанной на фиг. 2, ток из контактной части в петушок 4 и обратно проходит через сталь неcущей части пластины, которая в данном варианте служит не только для крепления, но и для осуществления процесса коммутации. Прохождение тока через сталь несущей части пластины под зазором δ повышает коммутирующую способность скользящего контакта, увеличивая импеданс цепи замкнутого контура без заметного увеличения перегрева, так как время прохождения импульса тока через сталь несущей части пластины измеряется микросекундами. Практически, как показали испытания, установившийся перегрев коллектора не превышает 5-7^оС варианта, показанного на фиг. 1.

Петушок в обоих вариантах предлагаемой конструкции коллектора может выполняться как из меди (ее сплавов), так и из стали, в т. ч. низкоуглеродной. В последнем случае для получения однородного сварного шва высокого качества следует использовать как присадку никель (сплавы на его основе), обладающий неограниченной растворимостью в твердом и жидком состоянии с железом и медью, например проволоки ЭИ 334 (72-78 % никеля) по ЦМТУ-217.

Предлагаемая конструкция коллектора из составных биметаллических пластин обладает существенной новизной, в конструкции коллектора отсутствуют термические напряжения в составных частях пластины, что обеспечивает высокую механическую прочность и монолитность контактному профилю, позволяя повысить допустимые окружные скорости до 100 м/с, коллектор высокотехнологичен и не нуждается при изготовлении в многократных циклах формовки, позволяет производить замену изношенных контактных частей пластин с сохранением несущих частей пластин. Экономия меди и стали при изготовлении новой конструкции коллектора составляет ориентировочно 75 % . (56) Авторское свидетельство СССР N 1534569, кл. H 01 R 39/04, 1990.

Использование: изобретение относится к электрическим машинам средней и большой мощности и позволяет получить экономию меди и стали при изготовлении до 70% . В предложенном коллекторе электрической машины петушки, контактная и несущая части пластины выполнены из трех отдельных профилей, петушки присоединены к контактной или несущей части пластины посредством сварки или пайки. 4 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий пластины, выполненные из контактной и несущей частей, соединенных между собой посредством крючкообразных крепежных выступов и с возможностью тангенциального перемещения одна относительно другой, и петушки, отличающийся тем, что петушки, контактная и несущая части пластины выполнены из трех отдельных профилей, а петушки присоединены к контактной или несущей части пластины посредством сварки или пайки. 2. Коллектор по п. 1, отличающийся тем, что петушок выполнен из меди или ее сплавов и присоединен к контактной части пластины, выполненной из меди или ее сплавов. 3. Коллектор по п. 1, отличающийся тем, что петушок выполнен из стали и присоединен к контактной части пластины, выполненной из меди или ее сплавов. 4. Коллектор по п. 1, отличающийся тем, что петушок выполнен из меди или ее сплавов, а несущая часть - из стали. 5. Коллектор по п. 1, отличающийся тем, что петушок и несущая часть выполнены из стали.