Щеточно-коллекторный узел электрической машины Советский патент 1986 года по МПК H01R39/40 

яии выполнены выступы по всей высоте обоймы, имеющие в сечении, перпендикулярном высоте обоймы, форму разно- бедренного прямоугольного треугольни-- ка, вершина прямого угла которого находится в плоскости симметрии обоймы,

«

Изобретение относится к электротехнике и касается щеточно-коллектор- ных узлов электрических машин, работающих при высокой плотности тока в скользящем контакте, в условиях затрудненной коммутации, значительных вибрационных и ударных нагрузок, например, тяговых электрических машин.

Целью изобретения является повыше- ние износостойкости щеток и коллектора, снижение скорости заволакивания медью межламельных промежутков коллектора путем поддержания постоянства рабочей площади контакта в условиях частотного реверсирования электрической машины.

t

На фиг. 1 схематически изображен щеточно-коллекторный узел электрической машины, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. .

Предлагаемый щеточно-коллекторный узел включает в себя разрезные эле- . ментарные щетки 1, размещенные в обойме 2 щеткодержателя, и коллектор ;3 электрической машины. По плоскости 4 симметрии обоймы 2 щеткодержателя, совпадающей с плоскостью разрезки щеток, на боковых внутренних поверхностях обоймь) в тангенциальном напра лении располагают выступы 5 по всей высоте обоймы, имеющие в сечении, перпендикулярном высоте обоймы, форму равнобедренного прямоугольного треугольника, верщина прямого угла которого находится в плоскости сиьг метрии обоймы, отношение размера катета (к) прямоугольного треугольника к тангенциальному размеру элементар- ной щетки (t) находится в пределах 0,08-0,33, а в месте разрезки элементарная щетка 1 по форме совпадает с геометрическими размерами выступов 5,

Отношение размера катета прямоугольного треугольника к.тангенциальному размеру ЭЩ 1 находится в пределах 0,08-0,33, а в месте разрезки ЭЩ 1 по форме совпадает с геометрическими размерами выступов. 3 ил.

5

0

5

0

5

При соотношениях размера катета треугольника к тангенциальному размеру элементарной щетки, выходящих за указанные пределы, работа щеточ- но-коллекторного узла ухудшается. При меньших соотношениях от действия сил трения и вибрационных нагрузок при реверсах электрической машины происходит механическое разрушение боковых поверхностей элементарных щеток в местах соприкосновения с поверхностями выступов, приводящее, в конечном итоге, к опрокидьшанию элементарных щеток при реверсах, к возрастанию износа щеток из-за коммутационных перегрузок скользящего контакта вследствие образования двойного зеркала и значительного уменьшения фактической площади контакта.

При больших соотношениях сущест- венно уменьшается площадь сечения щеток, в результате чего фактическая плотность тока в контакте возрастает, что приводит к ухудшению коммутирующих свойств узла токосъема, сопровождается повьш1ением износа щеток и расстройством коммутации электрической машины.

В процессе длительной эксплуатации электрич еской машины наблюдаются под- гары щеток и коллектора, связанные с наличием перегрева контакта, что может привести к распущению коллектора. При этом износ элементов щетрчно- коллекторного узла возрастает. При соотношениях размера катета треугольника; к тангенциальному размеру элементарной щетки, отличающихся от указанных пределов, возрастает трудоеьг- кость изготовления элементарных щеток и обойм щеткодержателя, усложняется операция сборки щеток.

Нгшичие выступов, расположенных в тангенциальном направлении на боновых поверхностях обойм щеткодержа- телей, позволяет нейтрализовать действие сил трения, опрокидывающих щетки при реверсе электрической машины. Поэтому опрокидывание элементарных щеток не происходит и рабочая поверхность контакта не претерпевает серьезных изменений.

Повьшение стабильности рабочей площади контакта обеспечивает равномерное прохождение тока при реверсе. При этом ие происходит расстройства коммутации и нарушения политурообразова- ния, перегрева контактной поверхно- .сти коллектора, остаются стабильными коэффициент трения, скорости износа щеток И коллектора, не создаются условия для возникновения заволакивания коллектора.

Применение предлагаемого щеточно- коллекторного узла позволяет реализовать следующие преимущества: отсутствует расстройство коммутации электрической машины в момент ее реверсирования; повышается износостойкость щеток в условиях частых реверсов электрической машины (в 1,3-1,6 раза на стенде, на 14-26% в эксплуатации); снижается скорость возникновения заволакивания коллекторов при пробегах

2430564

56-63 тыс.км, заволакивание коллекто- ров не обнаружено.

Ф

ормула изобретения Щеточно-коллекторный узел электрической машины, содержащий щеткодержатель, в обойме которого размещены разрезные элементарные щетки и коллектор, отличающийся тем, что, с целью повьппения износостойко- сти щеток и коллектора, снижения скорости заволакивания медью межламель- ных промежутков коллектора, поддержании постоянства рабочей площади контакта в условиях частого реверсирования электрической машины, на бо-- ковых поверхностях обоймы в тангенциальном направлении по плоскости симметрии обоймы, совпадающей с плоскостью разрезки щеток, выполнены выступы по всей высоте обоймы, имеющие в сечении, перпендикулярном высоте обоймы, форму равнобедренного прямоугольного треугольника, вершина прямого угла которого находится в плоскости-симметрии обоймы, причем отношение размера катета прямоугольного треугольника к тангенциальному размеру элементарной щетки выбрана в пре- делах 0,08-0,33, а в месте разрезки элементарная щетка повторяет форму выступа на обойме.

6-6

фиг.З

Составитель В. Чернова Редактор А. Ворович Техред Л.Олейник Корректор А. Зимокосов

Заказ 3713/53 Тираж 597 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Щеточно-коллекторный узел предназначен для использования в электри ческих машинах, работающих при высокой плотности тока в скользящем коу- такте, в условиях затрудненной комму- тадии, значительных вибрационных и ударных нагрузок, например в тяговых электрических машинах. Целью изобретения является повышение износостойкости щеток и коллектора, снижение скорости завола:кивания медью межламель- ных промежутков коллектора путем поддержания постоянства рабочей площади контакта в условиях частого реверсирования электрической машины. Щеточ- но-коллекторный узел содержит разрезные элементарные щетки (ЭЩ) 1, размещенные в обойме 2 щеткодержателя, и коллектор 3 электрической машины. По плоскости симметрии обоймы 2, совпадающей с плоскостью разрезки щеток, на боковых внутренних поверхностях обоймы 2 в тангенциальном направле- с (О (Л фиг:1