ЩЕТОЧНАЯ ТРАВЕРСА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ Российский патент 2007 года по МПК H02K5/14 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к щеточным траверсам электрических машин.

Цель изобретения - улучшение условий эксплуатации и обслуживания электрической машины.

Известна щеточная траверса щеткодержателей электрической машины, к которой щеткодержатели крепятся жестко (Справочник по ремонту турбогенераторов под ред. П.И.Устинова. М.: Энергия, 1978 г., раздел 2-4; рис.2-26, 2-28, стр.113, 115).

Щеточная траверса включает дугообразные токоведущие шины, к которым жестко болтами привинчиваются щеткодержатели.

Недостатком такой конструкции является невозможность очистки и регулировки щеток в щеткодержателе на вращающейся машине, есть опасность травматизма рук и опасность поражения электрическим током, а остановка агрегата экономически не целесообразна.

Более близкой к заявляемой является щеточная траверса электрической машины со щеткодержателем съемной конструкции (заявка на изобретение DE 19758235 А1 - прототип).

В прототипе съемные щеткодержатели установлены в щеточной траверсе, в токоведущую стойку с радиальными пазами. Каждый из щеткодержателей содержит корпус с окном для размещения щетки и цилиндром штока, шарнирно соединенную с корпусом вспомогательную фиксирующую планку с изолированной ручкой, отжимаемую пружиной. Щеткодержатель вставляется в токоведущую стойку щеточной траверсы в состоянии, сжатом рукой планки и корпуса с цилиндром.

При устранении усилия руки, под воздействием пружины, планка и корпус разожмутся и, внешними овальными выступами планки и корпуса щеткодержатель фиксируется в гнезде щеточной траверсы.

В установленном рабочем состоянии электрический ток протекает от токоведущей стойки щеточной траверсы через вспомогательную планку и корпус щеткодержателя на гибкий проводник и далее на щетку.

Недостатком такой конструкции является то, что электрический ток, протекающий через корпус щеткодержателя, нагревает корпус и создает опасность заедания щетки от нагрева. Овальные выступы планки и корпуса не способны зафиксировать четкое положение щеткодержателя относительно поверхности контактного кольца и из-за этого ухудшается работа щеточной траверсы. Рука обслуживающего оператора, при нажатии на вспомогательную планку при установке щеткодержателя, вынуждена опираться на цилиндр штока не эргономической формы и имеется опасность соскальзывания руки на части щеточной траверсы, находящиеся под электрическим напряжением, в момент сжатия вспомогательной планки между планкой и корпусом оказываются токоведущие провода, за которые могут зацепиться пальцы оператора.

В заявляемом изобретении достигается комплексный технический результат - повышение токовых нагрузок на щеточно-контактный аппарат, увеличение надежности контакта токосъема, повышение эксплуатационных характеристик как в части предотвращения механического травматизма, так и электробезопасности, повышение эргономических характеристик.

Указанного технического результата позволяет достичь щеточная траверса электрической машины, например турбогенератора, содержащая токоведущую стойку с радиальными пазами, съемные щеткодержатели, состоящие из корпуса с гнездом для щетки и шарнирно соединенной с корпусом фиксирующей планки с изолированной ручкой, отжимаемой от корпуса пружиной, в которой установка щеткодержателя в пазы токоведущей стойки обеспечивается посредством дополнительной контактной пластины, закрепленной на корпусе щеткодержателя и электрически изолированной от этого корпуса, при этом пластина имеет боковые ограничители и изолированную ручку.

Для повышения надежности крепления фиксирующая планка имеет дугообразный изгиб для закрепления щеткодержателя на упорном стержне токоведущей стойки щеточной траверсы.

Для повышения эргономических характеристик изолированные ручки контактной пластины и фиксирующей планки имеют выступы эргономической формы и защитные козырьки для рук.

Для обеспечения надежного электрического контакта вместе с контактной пластиной в пазы токоведущей стойки щеточной траверсы вдвигается и пластинчатая волнистая пружина, расположенная на контактной пластине.

Достижение комплексного технического результата в изобретении обусловлено следующими конструктивными особенностями:

- наличие контактных пластин, располагаемых в пазах щеточной траверсы, обеспечивает компактную компоновку щеточных блоков на траверсе и, следовательно, большее количество расположенных щеток,

- крепление корпуса щеткодержателя болтами, при четко зафиксированной контактной пластине в пазах щеточной траверсы за счет боковых ограничителей, надежно обеспечивает радиальное расположение корпусов щеток относительно поверхности контактных колец,

- верхний край контактной пластины, оканчивающийся изолированной ручкой, позволяет оператору производить установку щеткодержателя электрически незащищенной рукой.

- изоляция между контактной пластиной и корпусом щетки исключает протекание тока через корпус и, следовательно, исключает нагрев корпуса щетки и вероятность заедания щетки в работе. В предлагаемой конструкции электрический ток протекает от щеточной траверсы через контактную пластину на гибкий проводник и далее непосредственно на щетку, минуя корпус щеткодержателя.

Кроме того, созданная конструкция позволяет получить следующие преимущества:

- наличие дугообразного изгиба у шарнирно соединенной с контактной пластиной фиксирующей планки, разжимаемой пружиной, обеспечивает надежное закрепление щеткодержателя при установке его на упорном стержне токоведущей стойки щеточной траверсы,

форма изоляционных ручек с выступами, форма которых выполнена с коррекцией на эргономические требования для руки, обеспечивает надежное удерживание щеткодержателя пальцами одной руки, незащищенной электрически при установке или снятии щеткодержателя на работающей машине, а горизонтальные козырьки исключают случайное соскальзывание пальцев на металлические поверхности, находящиеся под электрическим напряжением.

Пластинчатая волнистая пружина, расположенная над контактной пластиной и вдвигаемая вместе с контактной пластиной в пазы токоведущей стойки щеточной траверсы за счет своей упругой деформации исключает образование конструктивных зазоров между пазами траверсы и телом контактной пластины, обеспечивая тем самым надежный электрический контакт между щеточной траверсой и контактной пластиной.

Сущность изобретения поясняется примером конкретного выполнения, представленным на фиг.1-6.

На чертежах показаны: на фиг.1 - общий вид щеточной траверсы (показана одна дугообразная шина) со съемным щеткодержателем, на фиг.2 - щеткодержатель, установленный в токоведущей стойке траверсы, расположенной над вращающимся контактным кольцом, на фиг.3 - разрез А-А фиг.2, на фиг.4 - разрез А-А фиг.2 без головок болтов 20 и пружины 18, на фиг.5 - разрез В-В фиг.2, на фиг.6 - вид В фиг.5.

Съемный щеткодержатель 1 установлен в токоведущей стойке 2 траверсы, расположенной над вращающимся контактным кольцом 3. В токоведущей стойке 2 траверсы выполнены пазы 4 и 5 и установлены аксиальные упорные стержни 6 (соосные главной оси электрической машины).

Щеткодержатель (см. фиг.1 и 2) 1 состоит из корпуса 7 с гнездом для размещения стандартной угольной щетки 8, поджимающей щетку пружины и выступающей упорной планки 9.

Корпус щеткодержателя прикреплен болтами 20 через изоляцию 22 к контактной пластине 10, вдвигаемой в пазы 4 и 5 токоведущей стойки 2 траверсы. Для прохода болтов в пластине 10 выполнены овальные отверстия 21 - фиг.4.

Шарнирно с пластиной 10 соединена фиксирующая планка 11 (см. фиг.2), которая дугообразным изгибом 12 закрепляет щеткодержатель на упорном стержне 6 под воздействием пружины 13. Верхние края пластины 10 и планки 11 оканчиваются изоляционными ручками 14, имеющими эргономические выступы 15 и защитные козырьки 16.

Контактная пластина 10 на фиг.3 имеет боковые ограничители 17, а над пластиной 10 расположена пластинчатая волнистая пружина 18. Гибкий проводник 19 на фиг.2 от щетки подсоединяется непосредственно к контактной пластине.

На фиг.6 показано взаимное расположение в пазах траверсы 2 пластины 10 и пружины 18.

При установке съемного щеткодержателя оператор пальцами руки сжимает ручки пластины 10 и планки 11, вдвигает щеточный блок в пазы траверсы 4 до упора, пока ограничители 17 контактной пластины не упрутся в пазы 5. После освобождения оператором пластины и планки под воздействием пружины 13 щеточный блок защелкивается дугообразным изгибом 12 на упорном стержне 6, обеспечивая надежное закрепление на токоведущей стойке 2.

В пазах 4 и 5 между токоведущей стойкой 2 траверсы и контактной пластиной щеткодержателя образуется надежный электрический контакт под воздействием основной пружины 13 и пластинчатой волнистой пружины 18, дополнительно уплотняющей конструктивный зазор между пластиной 10 и пазами 4.

Электрическая цепь от токоведущей стойки 2 траверсы проходит через контактную пластину 10 и далее, минуя изолированный изоляцией 22 корпус щеткодержателя 7, электрический ток по гибкому проводнику 19 поступает непосредственно на угольную щетку 8.

Выем щеточного блока проводится в обратном порядке, т.е. сжатием ручек 14 до момента освобождения изгиба 12 от упорного стержня 6 и подъемом щеточного блока в радиальном направлении в сторону от вращающегося кольца 3.

В период установки и снятия щеточного блока эргономические выступы 15 обеспечивают уверенное удержание ручек в руке оператора, а защитные козырьки 16 защищают руку оператора от случайного касания токоведущих частей.

В момент установки или снятия щеточного блока выступающая планка 9 стандартной щетки 8 предупреждает проскальзывание угольной щетки сквозь гнездо корпуса щеткодержателя.

При износе контактных колец возникает необходимость радиальной регулировки корпуса щетки, относительно поверхности контактного кольца. Это достигается использованием овальных отверстий 21 под крепящими болтами 20 - фиг.4.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к траверсам щеткодержателей для электрической машины. Щеточная траверса электрической машины содержит токоведущую стойку с радиальными пазами, съемные щеткодержатели, каждый из которых состоит из корпуса с гнездом для щетки и шарнирно соединенной с корпусом фиксирующей планки с изолированной ручкой, отжимаемой от корпуса пружиной, а установка щеткодержателя в радиальные пазы токоведущей стойки обеспечивается посредством дополнительной контактной пластины, закрепленной на корпусе щеткодержателя и электрически изолированной от этого корпуса, при этом пластина имеет боковые ограничители и изолированную ручку, фиксирующая планка имеет дугообразный изгиб для закрепления щеткодержателя на упорном стержне токоведущей стойки траверсы, изолированные ручки контактной пластины и фиксирующей планки имеют выступы эргономической формы и защитные козырьки для рук, вместе с контактной пластиной в радиальный паз токоведущей стойки траверсы вдвигается и пластинчатая волнистая пружина, расположенная на контактной пластине. Техническим результатом является повышение токовых нагрузок на щеточно-контактный аппарат, увеличение надежности контакта токосъема, повышение эксплуатационных характеристик. 6 ил.

1. Щеточная траверса электрической машины, например турбогенератора, содержащая токоведущую стойку с радиальными пазами, съемные щеткодержатели, каждый из которых состоит из корпуса с гнездом для щетки и шарнирно соединенной с корпусом фиксирующей планки с изолированной ручкой, отжимаемой от корпуса пружиной, отличающаяся тем, что установка щеткодержателя в радиальные пазы токоведущей стойки обеспечивается посредством дополнительной контактной пластины, закрепленной на корпусе щеткодержателя и электрически изолированной от этого корпуса, при этом пластина имеет боковые ограничители и изолированную ручку.2. Щеточная траверса по п.1, отличающаяся тем, что фиксирующая планка имеет дугообразный изгиб для закрепления щеткодержателя на упорном стержне токоведущей стойки траверсы.3. Щеточная траверса по п.2, отличающаяся тем, что изолированные ручки контактной пластины и фиксирующей планки имеют выступы эргономической формы и защитные козырьки для рук.4. Щеточная траверса по п.3, отличающаяся тем, что вместе с контактной пластиной в радиальный паз токоведущей стойки траверсы вдвигается и пластинчатая волнистая пружина, расположенная на контактной пластине.