КОЛЛЕКТОР МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ГУСЕНИЧНЫМ ТОКОСЪЕМОМ Российский патент 2010 года по МПК H02K13/00 H01R39/28 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к механическим коммутаторам в электрической цепи. Наиболее близким аналогом предложенному коллектору является коллектор машины постоянного тока (МПТ) со скользящими контактными щетками.

Названный коллектор обладает существенными недостатками. Это прежде всего скользящие контактные щетки, которые так же, как и коллекторные пластины при этом подвержены интенсивному износу от трения скольжения. Вследствие этого будет преобладать искрение между скользящими поверхностями коллектора, которое ведет к сужению области его применения и соответственно МПТ.

Техническим результатом изобретения является существенное повышение износостойкости коллектора, надежности его в работе и расширение области его применения.

Технический результат достигается тем, что в качестве токосъема с коллекторных пластин служат две пары неподвижных и подвижных электропроводящих колец, расположенные между ними несколько электропроводящих гусениц и расположенные между средними подвижными кольцами и поверхностью коллекторного цилиндра соответственно на вертикальной и горизонтальной линиях две пары электропроводящих гусениц с неподвижными осями. При этом две электропроводящие гусеницы с неподвижными осями, расположенные по вертикальной линии и между цилиндрической поверхностью коллектора и подвижным средним кольцом, соединены через подвижные электропроводящие гусеницы и неподвижное электропроводящее кольцо с положительной клеммой внешнего источника постоянного напряжения. А две такие же гусеницы, расположенные уже по горизонтальной линии с обеих сторон коллекторного цилиндра, в таком же порядке соединены с отрицательной клеммой того же источника.

На фигурах 1 и 2 показаны соответственно поперечный и продольный разрезы предложенной конструкции коллектора МПТ. На фигурах приняты следующие обозначения:

1. Неподвижное внешнее электропроводящее кольцо

2. Подвижная электропроводящая гусеница

3. Электропроводящая пластина коллектора

4. Изолятор коллектора

5. Среднее подвижное электропроводящее кольцо

6. Электропроводящая гусеница с неподвижными осями

7. Ось коллектора

8. Внутренняя часть коллекторного цилиндра

Предложенный коллектор МПТ с гусеничным токосъемом работает следующим образом. При работе МПТ в режиме двигателя на его якорные обмотки, соединенные с коллекторными пластинами, находящимися в контакте с верхней и нижней электропроводящими гусеницами с неподвижными осями, поступает положительное напряжение и по ним потечет ток в одном направлении, а на обмотки, соединенные с коллекторными пластинами, находящимися в контакте с боковыми электропроводящими гусеницами с неподвижными осями, поступает отрицательное напряжение и соответственно ток потечет в другом направлении. Через четверть оборота знаки напряжения, поступающего на эти пластины, поменяются на противоположные и соответственно на обмотках якоря МПТ токи потекут в противоположных первым направлениях. Таким образом, в течение одного оборота коллектора токи в обмотках якоря МПТ изменяются по направлению четырежды. То есть посредством предложенного коллектора постоянный ток, поступающий от внешнего источника, инвертируется в переменный ток с частотой четырехкратной частоте вращения всего ротора МПТ.

При работе МПТ в режиме генератора предложенный коллектор с гусеничным токосъемом работает уже в обратном порядке. То есть переменный ток, выработанный обмоткой якоря МПТ, выпрямляется им и на внешнюю цепь уже поступает постоянный ток.

Таким образом, электропроводящие гусеницы не только способствуют существенному увеличению ресурса работы всего коллектора, но и заметно улучшают электромеханические и другие технические характеристики МПТ.

Источники информации

1. Бертинов А.И. и др. Униполярные электрические машины с жидкометаллическими токосъемами. - М., Л.: Энергия, 1966.

2. Бертинов А.И. Специальные электрические машины. - М.: Энергия, 1982.

3. Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины. - М: Высшая школа, 1990.

4. Копылов И.П. Электрические машины. - М.: Энергоатомиздат, 1986.

5. Токарев Б.Ф. Электрические машины. - М.: Энергоиздат, 1990.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к механическим коммутаторам в электрической цепи. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в существенном повышении износостойкости коллектора и его надежности в работе, а также расширении области его применения. Указанный технический результат достигается тем, что в качестве токосъема с коллекторных пластин служат две пары неподвижных и подвижных электропроводящих колец, расположенные между ними несколько электропроводящих гусениц и расположенные между средними подвижными кольцами и поверхностью коллекторного цилиндра соответственно на вертикальной и горизонтальной линиях две пары электропроводящих гусениц с неподвижными осями. При этом две электропроводящие гусеницы с неподвижными осями, расположенные по вертикальной линии и между цилиндрической поверхностью коллектора и подвижным средним кольцом, соединены через подвижные электропроводящие гусеницы и неподвижное электропроводящее кольцо с положительной клеммой внешнего источника постоянного напряжения, а две такие же гусеницы, расположенные уже по горизонтальной линии с обеих сторон коллекторного цилиндра, в таком же порядке соединены с отрицательной клеммой того же источника. Во время работы МПТ в режиме двигателя инвертирует постоянный ток от внешнего источника в переменный ток, который поступает в якорную обмотку МПТ. В режиме генератора коллектор выпрямляет переменный ток, выработанный в якорной обмотке МПТ, в постоянный ток, который поступает во внешнюю цепь. 2 ил.

Коллектор машины постоянного тока, состоящий из цилиндра с коллекторными пластинами и скользящих по его внешней цилиндрической поверхности токосъемных щеток, отличающийся тем, что вместо скользящих щеток в качестве токосъемного устройства служат две пары электропроводящих гусениц с неподвижными осями, установленные между внешней поверхностью коллекторного цилиндра и средними подвижными электропроводящими кольцами соответственно на вертикальной и на горизонтальной линиях подвижных электропроводящих гусениц, установленных между средними подвижными и внешними неподвижными электропроводящими кольцами, соединенными соответственно с положительной и отрицательной клеммами внешнего источника постоянного напряжения.