Контактный токосъемник Советский патент 1986 года по МПК H01R39/42 

Г зобр тение относится к контактным токосъемникам и может быть использовано в электротехнике, например в системах измерения температур вращающихся деталей газовых и паро- турбин, турбокомпрессоров, электродвигателей, электрогенераторов и т.п. и является дальнейшим развитием изобретения по авт,св.№ 1003219

Целью изобретения является повышение надежности в работе токосъемника в условиях повышенных скоростей вращения ротора.

На фиг. 1 представлен вариант выполнения токосъемника и схема его пневмосистемы, общий в:нд; на фиг. 2 - группа щеткодержателей на общей оси, на фиг. 3 - вид А на фиг. 2. ,

Контактный токосъемник содержит герметический корпус 1, в полости которого установлен вращающийся ротор 2 с набранными на нем контактными кольцами 3, и неподвижный статор 4 с токопроводящими упругими щетками. Упругие щетки выполнены в виде собственно контактных щеток 5 и щеткодержателей 6, которые установлены шарнирно группами на общей оси 7 в пазах направляющей 8 в виде гребенки, закрепленной на статоре 4. Ширина каждого паза гребенки выбирается, например, равной ширине колец 3 ротора 2, а шаг гребенки, равным шагу колец ротора. Токосъемник содержит также систему для регулирования усилия прижима щеток к кольцам, которая выполнена в виде пневмосистемы, содержащей последовательно Соединенные насос 9 и регулятор 10 давления, связанные пневмоприводом 11 с внутренней полостью корпуса токосъемника. Для концентрации усилия пневмосистемы во внутренней полости корпуса токосъемника могут быть с помощью эластичной диафрагмы 12 выделены воздухоргюпредели- тельные камеры 13 (как показано в этом варианте выполнения устройства на фиг. 1), при этом эластичная диафрагма 1 2 взаимодействует (например через поршни 14) со всей группой щеткодержателей 6, установленных на общей оси 7. ПневмЛистема токосъемника может также содержать фильтр (не показан) , вентил запорный 15 и сброса 16 и манометр 1 7.

06867.2

Устройство работает следующим образом.

При подаче воздуха насасом 9 через регулятор 10 давления по пневмо- 5 проводам I1 в полость корпуса 1 токосъемника (на фиг,1 в воздухораспределительные камеры 3 полости корг пуса) в ней создается избыточное давление, которое обеспечивает

О требуемое усилие прижима контактных щеток 5 к контактным кольцам 3. Величина усилия прижима может быть проконтролирована с помощью манометра 17. В случае использования в

15 устройстве воздухораспределит-ельных 3 при создании в них избыточного давления происходит прогиб диафрагмы 12 в сторону полости корпуса с меньшим давлением и осуществля0 е гся прижим к кольцам групп щеток, объединенных общей осью 7.

В процессе работы токосъемника происходит постепенное истирание материала щетки, причем каждая щет5 ка истирается неравномерно, т.е. за один и тот же промежуток времени работы токосъемника процент истирания каждой щетки различен. Причин этому несколько: технологические от0 клонения при изготовлении каждой щетки, неидентичность состава материала каждой щетки и, соответственно, микротвердости материала, различное качество обработки поверх.j ностей щеток и колец в каждой паре. Поэтому, для обеспечения надежного контакта в каждой паре до полного истирания щеток необходимо обеспечить прижим индивидуально каждой щетки с

|() усилием, зависящим от степени износа каждой конкретной щетки в каждый конкретный момент времени работы токосъемника. Это требование выполняется в предлагаемом устройстве,

; так как шарнирное крепление индивидуально каждого щеткодержателя 6 на оси 7 дает возможность легко перемещаться каждой контактной щетке 5 в отдельности на требуемое в кажQ дом конкретном случае расстояние по направлению к кольцу 3 и тем самым обеспечивается непрерывный надежный контакт в каждой паре независимо от степени износа той или иной щетки. В реальных условиях эксплу5

атации токосъемника, в частности при повьш енных скоростях вращения ротора - до 10 тыс. об/мин, имеет место- перемещение щеток 5 по поверхности колец 3, попадание щеток в промежуток между кольцами и сгорание, а следовательно, нарушение надежного контакта и выход из строя этого канала передачи сигнала. Избавиться от этого и позволило применение в устройстве направляющей 8 в виде гребенки, в пазах которой на общей оси 7 установлены щеткодержатели 6. Благодаря тому, что щирина каждого паза гребенки выбрана например, равной ширине колец-3 ротора 2, а щаг гребенки, равным шагу колец ротора даже при значительном увеличении скорости вращения ротора (в 3-4 раза) перемещение щеток по поверхности колца, ограниченного боковыми стенками каждого паза гребенки, не нарушает надежность токосъема.

Использование описанного узла щеткодержателей в известном уст- 1 ройстве обеспечит повьш1ение надежности его работы при повышенных скоростях вращения ротора и одноврменно повьштение точности передачи измерительного сигнала в каждой .

206867Л

контактной паре благодаря обеспечению равномерного, строго фиксированного пазами гребенки, надежного прижима щеток к .кольцам до полно, го износа каждой щетки.

Ресурс непрерьшной работы токосъемника до замены токопроводящих щеток доведен (.например, при скорости вращения ротора 6 тыс.об/мин|

Q до 150-200 ч, что значительно пре- ресурс работы известного устройства. Повьшение надежности работы токосъемного устройства, т.е. .увеличение времени непрерывной его

J5 работы без поломок, имеет важное значение, например, при испытаниях и контроле температурного состояния вращающихся деталей больших газотурбинных установок и натурных

20 конструкций. Частые остановки этих агрегатов при испытаниях, из-за выхода из строя токосъемников, приводят к дополнительным затратам рабочего времени на переналадку,

25 монтаж, а также к.дополнительным затратам электроэнергии, необходимой для вывода агрегатов на рабочий режим.

риг. 2

8

.З

Составитель М.Кузнецова Редактор Г.Волкова Техред О.НецеКорректор Г.Решетник

Заказ 8724/54 Тираж 598 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий I13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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