Токосъемное устройство Советский патент 1986 года по МПК H01R39/52 H01R39/30 

1

Изобретение относится к электро технике в части создания токосъем ных устройств с жидкостным контактом, может быть использовано в измерительной технике, в униполярных машинах, турбогенераторах с роторными контактными кольцами и др. и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 705575.

Цель изобретения - повышение надежности и расширение области применения.

На фиг.1 изображено токосъем- ное устройство; на фиг.2 - ста-ти- ческая характеристика усилителя, входящего в состав блока синхрони- зации.

Токосъемное устройство содержит подвижный контакт 1, выполненный в форме диска, и нeпoдвIiжный контакт 2 в форме полого кольца с разрезом н внутренней поверхности, в который вхдит подвижный контакт 1. На неподвижном контакте 2 установлены кольцевые nocTOHHfibie магниты 3 и 4, например из соединения cat-iapj№i-Ko6aJibT 5, нама.гниченные согласно вдоль оси вала 5 подвижного контакта 1 и образующие в зазоре между подвижным 1 и неподвижным 2 контактами магнитное поле. В участки межконтактного зазора обхваченные маг -штшз м полем и ра- сполохеннь1е в месте разреза полого кольца неподв ижного контакта 2, со стороны вала 5 введена ферромагнитная контактная гшдкая смесь ( магнитная жидкость 6),, которая перекрывает полость контакта 2 со стороны вла 5. Через отверстия 7 оставшаяся часть зазора заполнена электропроводящей жидкостью 8,.Нерабочие поверхности контактов 1 и 2 внутри кольцевых ма1 нитов 3 и 4 покрыты диамагнитшглм материалом. Кроме того, на неподвижном контакте установлены электромагниты 9, закрепленные таким образом, что направление силовых линий их магнитного поля совпадает с направлением силовых линий постоянных магнитов 3 и 4. Обмотки электромагнитов 9 подключены к выходу блока 1 О синхрониз ации,связанного с подвижпым контактом 1. Блок 10 синхрониза- ии содержит датчик 11 частоты вращения подвижного контакта i,напри-- мер, выполненный в виде тахогене- ратора, задатчик 2 частоты вращения, выполненный, например, в виде

2

5

0

0

0

5 5

5

0

источника опорного напряжения, элемент 13 сравнения, выполненный, на- пример в виде сумматора с одним инвертируемым входом, к которому подключен выход задатчика 12, а к неинвертируемому входу элемента 3 сравнения подключен выход датчика 11 частоты вращения подвижного контакта 1.Выход элемента 13 сравнения связан с входом усилителя 14, выход которого является выходом блока 10 синхронизации. Усилитель 14 имеет одностороннюю плавную статическую характеристику (фиг.2).

Устройство работает следующим образом.

При вращении подвшкного контакта i электрический ток от него поступает к неподвижному контакту 2 через электропроводящую жидкость 8. Находящаяся в зазоре магнитная жидкость 6 препятствует вытеканию электропроводящей жидкости 8 из кольцевого зазора. При этом магнитная жидкость 6 удерживается в зазоре магнитным полем постоянных магнитов 4 и 3,

что имеет место также и в статическом состоянии,, когда контакт 1 неподвижен, С помощью датчика II регистрируется сигнал Ug, соответствующий текущему значению частоты вращения подвюкного контакта I, который затем сравнивается с помощью элемента 13 сравнения с сигналом Ujj поступаюгцим с выхода задатчика 12, Результирующий сигнал ДУ: - и q - и поступает на вход усилителя 14с коэффициентом К, имеющим статическую характеристику, представленную на фиг.2. Величина напряжения U-,, задатчика 12 выбирается в соответствии с характеристиками постоянных магнитов таким образом, Uj соответствует максимальному

5

0

что

критическому значению частоты вращения (при отключенных электромагнитах 9), при которой усилия, выталкивающие магнитную жидкость 6 из зазора, компенсируются маг- нлтшлм полем постоянных магнитов 3 и 4. На выходе усилителя 14 формируется сигнал

I О , при U и ii О ij К uLI, при U ,

т,а,,.если частота вращения меньше или равна значению частоты вращения, в соответствии с которым

выбрано значение U, то на выходе усилителя 14 сигнал U равен нулю (фиг.2), при этом электромагниты 9 обесточены, если же частота вращения подвижного контакта 1 превьша- ет критическое значение частоты вращения, то на выходе усилителя появляется сигнал и у Кли, пропорциональный величине отклонения частоты вращения от критического значения, и на обмотки электромагнитов 9 подается ток. Электромагниты 9 при этом создают дополнительное магнитное поле, позволяющее компенсировать выталкивающие магнитную жидкость.6 усилия, возникающие при превьш1ении критического значения частоты вращения.

Предлагаемое устройство обладает большей надежностью по сравнению с известным и более широкой областью применения,так как обеспечивает предотвращение вытекания магнитной жидкости из зазора в широком диапазоне частот вращения подвижного контакта, что обеспечивает надежность коммутирующих свойств токосъемного устройства, при этом весогабаритные характеристики постоянных магнитов улучшены.

036194

Формула изобретения

1. Токосъемное устройство по авт. св. № 705575, отличаю- 5 Щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения области применения, оно дополнительно содержит блок синхронизации с датчиком. частоты вращения подвижного контак10 та на входе и управляемые электромагниты, которые установлены на неподвижном контакте, причем направление силовых линий магнитного поля электромагнитов и постоянных магнитов сов15 падает, обмотки электромагнитов подключены к выходу блока синхронизации, который связан с подвижным контактом.

20 2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что блок синхронизации содержит также задатчик ча.с- тоты вращеш-ш подвижного контакта, элемент сравнения и усилитель, при

25 этом выходы датчика и задатчика под- к лючены к входам элемента сравнеш1я, выход которого соединен с усилителем, при этом выход усилителя является выходом блока синхро0 низации.

(o(}

ли

Изобретение позволяет повысить надежность и расширить область применения токосъемных устройств с жидкостным контактом. Для этого на неподвижном контакте 2 установлены электромагниты ..(э) 9, обмотки которых подключены к выходу блока 10 синхронизации. Неподвижный контакт 2 выполнен в виде полого кольца. внутри которого установлен подвижный контакт 1, выполненный в форме диска. В участки межконтактного зазора со стороны вала 5 введена магнитная жидкость 6, которая удерживается в зазоре магнитным полем постоянных магнитов 3 и 4 и в статике, и при работе устройства на частотах вращения, соответствующих заданным. При превышении частоты вращения выше критической, измеренной датчиком 11, на выходе усилителя 14 блока 10 синхронизации появляется сигнал рассогласования и на обмотки Э 9 подается ток. Э 9 при этом создают дополнительное магнитное поле, позволяющее компенсировать выталкивающие магнитную яоадкость 6 усилия, возникающие при превышении критического значения частоты вращения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. i (Л С фиг. 1

Составитель М.Кузнецова Техред А.Кикемезей Корректор М.Демчик

Заказ 8426/57 Тираж 637Подписное

ВНИИ1Ш Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ШШ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ipui.2