КОЛЛЕКТОРНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С НИЗКИМ УРОВНЕМ РАДИОПОМЕХ Российский патент 1998 года по МПК H01R39/04 

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при производстве коллекторных электрических машин, обладающих повышенными требованиями к уровню радиопомех при эксплуатации.

Известна коллекторная электрическая машина [1], содержащая вал, на котором размещен коллектор с укрепленными в его пластмассовом корпусе ламелями и установленными между ними посредством изоляционных прокладок, выполненных из материала с высокой диэлектрической проницаемостью, металлическими пластинами.

В машинах с большим количеством витков секции существенно увеличивается собственная емкость секции и за счет последовательного их включения по параллельным ветвям машины становится затруднительно обеспечивать оптимальное и равномерное распределение емкости по коллектору, из-за небольших боковых поверхностей ламелей, от которых прямо пропорционально зависят полученные емкости коллектора.

Задачей изобретения является снижение уровней радиопомех и искрения путем обеспечения оптимального и равномерного распределения емкости по коллектору машины.

Коллекторная электрическая машина, содержащая вал, на котором размещен коллектор с укрепленными в его пластмассовом корпусе ламелями и установленными между ними посредством изоляционных прокладок, выполненных из материала с высокой диэлектрической проницаемостью, металлическими пластинами, согласно изобретению, в качестве изоляционной прокладки в промежутке между каждой боковой поверхностью ламели и металлической пластиной установлен плоский пакет, который выполнен из двух параллельно сложенных полос металлической фольги и разделенных изоляцией с высокой диэлектрической проницаемостью, которые многократно укладывают вскладку в виде "гофры", причем одна полоса металлической фольги, плоского пакета, своей неизолированной частью контактирует с боковой поверхностью ламели, а другая полоса металлической фольги, плоского пакета, своей неизолированной частью контактирует с металлической пластиной и ширина пакета равна длине ламели. Металлические пластины в свою очередь ребрами контактируют с заземленным валом машины. Этим достигается образование емкостей, по две параллельных емкости с каждой ламели на заземленный вал машины, чем обеспечено оптимальное и равномерное распределение емкости по коллектору, что позволило в свою очередь обеспечить замыкание высокочастотных пульсаций, противоположных по знаку от разнополярных щеток, в местах их возникновения, а также отвод высокочастотных паразитных зарядов на землю, чем и достигается снижение уровня радиопомех и искрения.

На фиг. 1 показан увеличенный разрез вырыва межламельного промежутка коллектора в поперечном сечении; на фиг. 2 - схема замещения предлагаемой коллекторной электрической машины, где I₁, I₂ - высокочастотные токи.

Коллекторная электрическая машина содержит ламели 1, полосы металлической фольги 2 и 3, межполосную изоляцию 4 с высокой диэлектрической проницаемостью, полосы металлической фольги 2 и 3 с изоляцией 4, уложенные вскладку, образуют плоский пакет 5. Коллекторная машина содержит также металлические пластины 6, пластмассовый корпус 7 коллектора, установленного на валу 8.

На фиг. 2 в представленной схеме замещения коллекторной электрической машины позициями 9 и 10 обозначены щетки разной полярности, 11 - эквивалентная схема замещения межламельного промежутка машины, позицией 12 - секция обмотки электрической машины, позицией 13 - точки контактирования плоского пакета 5 с металлической пластиной 6, позицией 14 - точки контактирования металлических пластин 6 с валом 8, позицией 15 - емкости, равномерно распределенные по коллектору, I₁ - высокочастотный ток, протекающий по наикратчайшему пути через емкости 15 соседних одновременно коммутируемых ламелей в процессе коммутации, I₂ - высокочастотный ток, протекающий по наикратчайшему пути через емкости 15, металлические пластины 6 и вал 8 одновременно коммутируемых ламелей разнополярных щеток.

При изготовлении предлагаемой коллекторной электрической машины между нарезанными полосами металлической фольги 2 и 3 устанавливают изоляционный материал 4 с высокой диэлектрической проницаемостью, затем многократно укладывают вскладку типа "гофры" и сжимают, тем самым получают плоский пакет 5 с плотно прилегающими обкладками. Металлические пластины 6 устанавливают между ламелями 1, причем между каждой ламелью 1 и металлической пластиной 6 устанавливают плоский пакет 5 и собранный пакет коллектора опрессовывают пластмассой, образующей корпус 7 коллектора. Отверстие под вал машины разворачивают разверткой, тем самым зачищают внутренние контактирующие ребра металлических пластин 6. Полученный коллектор устанавливают на вал 8 электрической машины по прессовой посадке, чем обеспечивают надежный контакт между металлическими пластинами 6 и заземленным валом 8.

Емкость конденсатора, образованного между каждой ламелью и заземленным валом машины, выбирается из условия обеспечения оптимального и равномерного распределения емкости по коллектору, где собственные емкости машины составляют 5 - 7% от вводимой емкости C_д, поэтому собственными емкостями машины можно пренебречь.

Созданное оптимальное и равномерное распределение емкости по коллектору позволяет замыкать на самом коллекторе высокочастотные пульсации, противоположные по знаку, от разнополярных щеток в местах их возникновения и обеспечивает отвод высокочастотных паразитных зарядов на землю. Оптимальное и равномерное распределение емкости по коллектору значительно повышает суммарную емкость, шунтирующую секцию. На завершающем этапе коммутации, в момент разрыва щетки с ламелью электромагнитная энергия, запасенная в секции электрической машины, расходуется в активном сопротивлении, в дуге и на электромагнитное излучение. При наличии увеличенной емкости, шунтирующей секцию на завершающем этапе коммутации, ток, разрываемый щеткой, замыкается через созданные емкости, стремясь поддержать напряжение на секции постоянным, что облегчает работу сбегающего края щеточного контакта в момент разрыва, благодаря чему в совокупности уменьшается искрообразование и энергия электромагнитного излучения.

Таким образом, выполнение предлагаемой коллекторной электрической машины за счет снижения искрообразования позволяет повысить надежность и ресурс работы данного класса машин, а также улучшить качество их электромагнитной совместимости с радиоэлектронными системами различного назначения, количество которых непрерывно возрастает и расширяется разнообразие выполняемых ими функциональных задач.

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при производстве коллекторных электрических машин, обладающих повышенными требованиями к уровню радиопомех при эксплуатации. Задачей изобретения является снижение уровней радиопомех и искрения путем обеспечения оптимального и равномерного распределения емкости по коллектору машины. На валу 8 электрической машины размещен коллектор, в пластмассовом корпусе 7 которого укреплены ламели 1, а между каждой ламелью 1 и металлической пластиной 6 установлен плоский пакет 5, полученный из двух параллельно сложенных полос металлической фольги 2 и 3 и разделенных изоляций 4 с высокой диэлектрической проницаемостью, которые многократно укладывают вскладку типа "гофры", причем одна полоса металлической фольги 2 своей неизолированной частью контактирует с боковой поверхностью ламели 1, а другая полоса металлической фольги 3 своей неизолированной частью контактирует с металлической пластиной 6 и ширина плоского пакета 5 равна длине ламели 1. Емкости, образованные между каждой ламелью 1 и заземленным валом 8, равномерно распределены по коллектору и облегчают работу сбегающего края щеточного контакта электрической машины, благодаря чему уменьшается искрообразование и энергия электромагнитного излучения. Коллекторная электрическая машина позволяет улучшить качество электромагнитной совместимости данного класса машин с радиоэлектронными системами различного назначения, количество которых непрерывно возрастает и расширяется разнообразие выполняемых ими функциональных задач. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Коллекторная электрическая машина с низким уровнем радиопомех, содержащая вал, на котором размещен коллектор с укрепленными в его пластмассовом корпусе ламелями и установленными между ними посредством изоляционных прокладок, выполненных из материала с высокой диэлектрической проницаемостью, металлическими пластинами, примыкающими неизолированными ребрами к валу, отличающаяся тем, что в качестве изоляционной прокладки в промежутке между каждой боковой поверхностью ламели и металлической пластиной установлен плоский пакет, который выполнен из двух параллельно сложенных полос металлической фольги, разделенных изоляцией с высокой диэлектрической проницаемостью и многократно уложенных в складку, причем одна полоса металлической фольги своей неизолированной частью контактирует с боковой поверхностью ламели, а другая полоса металлической фольги своей неизолированной частью контактирует с металлической пластиной. 2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что ширина плоского пакета равна длине ламели. 3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что складки из изолированных полос металлической фольги выполняют в виде гофра.