Токосъемное устройство Советский патент 1986 года по МПК H01R39/46 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к созданию токо съемных устройств, и является усовер шенствованием токосъемного устройств по авт, св. № 862292. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности токо съемного устройства при его использо вании в электрических машинах с многоходовыми обмотками якоря. На фиг.1 изображено токосъемное устройство для трехходовой петлевой обмотки () с числом токопроводящих элементов на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 и подсоединение обмотки к коллекторным пластинам; на фиг.З вариант выполнения токосъемного устройства при ступенчатом расположении на коллекторе токопроводящих элементов с прилегающими к ним дополнитель ными токопроводящими слоями ( ) . Токосъемное устройство щеточноколлекторного узла многоходовой: якор ной обмотки содержит щеткодержатель 1 и разрезную щетку, состоящую из токопроводящих элементов 2, которые разделены изоляционными прокладками и изолированы от щеткодержателя -1 прокладками 4. Каящый токопроводящий элемент 2 подключен через полупроводниковый вентиль 5 к токопроводящей шине 6, Ширина о каждого токопроводящего элемента 2 выполнена меньшей, чем ширина 6 межламельных промежутков 7 на уровне поверхности контактирования. Каждьй из токопроводящих элементов 2 снабжен непосре ственно прилегающим к нему дополнительным токопроводяЕДИм слоем 8„ Ширина с каждого дополнительного токо проводящего слоя 8 удовлетворяет ус ловию c(m-1)t-a+b, (1) где га - число групп электрически, иде тично соединенных ламелей коллектора; t - ширина коллекторного делени на уровне поверхности контактирования . Токопроводящий элемент 2 и допол нительный токопроводящий слой 8 образуют единую поверхность контактирования с коллектором, состоящим из разделенных межламельными промежуткйми 7 коллекторных пластин 9, к которым подключены секции первого 1 второго 11 и третьего 12 ходов обмотки (фиг.2). Общая ширина г щетки на уровне поверхности контактирования удовлетворяет условию (ra+1)t,(2) при этом все элементы 2 щетки с дополнительными слоя№1 8 и изоляционные прокладки 3 и 4 жестко соединены между собой. Токопроводящие элементы 2 с прилегающими к ним дополнительными токопроводящими слоями 8 могут быть установлены по поверхности коллектора на одной линии (фиг.1 и 2) или расположены ступенчато с взаимным пере- крытием (нахлестом) (фиг.З) на величину f, удовлетворяющую условию ,)-г п 2 число токопроводящих элементов 2 в ступенчатой щетке. Устройство работает следующим образом. При вращении коллектора с подсоединенными к нему секциями 10-12 многоходовой обмотки якоря токопроводящие элементы 2 щетки с дополнительными токопроводящи1 ш слоями 8 находятся в контакте с пластинами кол- . лектора 9, при этом, поскольку структура га-ходовых якорных обмоток такова, что начало и конец секции у петлевых обмоток- подсоединены к коллекторным пластинам, отстоящим друг от друга на га-1 коллекторных делений (на фиг.1 и 2 - на коллекторных деления), а у волновых обмоток на (k-ra)P коллекторных делений, где k - число пластин коллектора, Р - . число пар полюсов машины, и общая ширина зоны контактирования токопроводящего элемента 2 и дополнительного токопроводящего слоя 8 удовлетворяет условию a+c(m-1)c+b, (4) а токопровор;ящие эх(емент 1 2 с дополнительными токопроводящими слоями 8 изолированы от щеткодержателя 1 и друг от друга и подключены к токопроводящей шине 6 через полупроводниковые вентили 5, то при любом положении к оллектора относительно щетки исключается протекание поперек щетки коммутационного тока между коллекторными пластинами, к которым подсоединены начало и конец коммутируемой секции обмотки якоря. 31 При ступенчатом расположении ток проводящих элементов 2 с дополнител ными токопроводящими слоями 8, как показано на фиг.2, ввиду выполнения условия (3) также исключается проте кание поперечных коммутационных токов в щетке. Кроме того, такое расположение элементов 2 обеспечивает дополнительное улучшение коммутадаи за счет ступенчатого увеличения про водимости набегающего края щетки и ступенчатого уменьшения проводимост сбегающего края щетки в процессе пе реключения секции обмотки якоря из одной параллельной ветви в другую. Величина взаимного перекрытия токопроводящих элементов 2 с дополнительными токовыми слоями 8 при числе токопроводящих элементов п по условию (2) выбрана для обеспечения тре буемого щеточного перекрытия для многоходовых якорных обмоток. Упрощение конструкции токосъемно го устройства достигается за сЧет значительного уменьшения числа токо проводящих элементов составной щетк и числа вентилей без потери ее коммутирующих свойств. Например, при использовании предлагаемого устройс ва в электрической машине с трехходовой якорной обмоткой при мм, ширине межламельного промежутка мм, при ширине щетки щетка сО|Цержит только 3-4 токопроводящих элемента с дополнительными токопроводящими слоями и соответственно 3вентиля. При выполнении из-вестного токосъемного устройства щетка должн 4t .. содержать как минимум п -г 24 токопроводящих элемента и 24 вентиля, Повышение надежности щеточно-коллекторного узла достигается за счет увеличения суммарной ширины зоны кон тактирования каждого токопроводящего элемента с дополнительным токопроводящим слоем при одновременном уменьшении их числа, что приводит к увеличению их механической прочности и уменьшению выкрашивания материала элементов в процессе эксплуатации, а также за счет уменьшения числа от11казов составной щетки по причине отказов токопроводящих элементов и вентилей. Формула изобретения 1. Токосъемное устройство по авт. св. № 862292, отличающеес я тем, что, с целью упрощения конструкции и повьш1ения надежности при использовании его в электрических машинах с многоходовыми обмотками якоря, каждый токопроводящий элемент щетки снабжен дополнительным токопроводящим слоем, прилегающим непосредственно к токопроводящему элементу и образующим с ним единую поверхность контактирования с коллектором, при этом ширина с поверхности контактирования дополнительного токопроводящего слоя определена из соотношения ci(m-1)t-(a+b), где тп - число групп электрически идентично соединенных ламелей коллектора; t - ширина коллекторного деления на уровне поверхности контактирования;а - ширина токопроводящего элемента на уровне поверхности контактирования; b - ширина межламельного промежутка на уровне поверхности контактирования. 2. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что, с целью дальнейшего повьш1ения надежности, токопроводящие элементы с дополнительными токопроводящими слоями разещены по поверхности коллектора ступенчато со взаимным перекрытием на величину f, удовлетворяющую условию n(aj;c)-r п-1 число токопроводящих элементов с дополнительными токопроводящими слоями, образующих ступенчатую щетку; общая ширина ступенчатой щетки на уровне поверхности контактирования.

7 f 7 7 р J J ;

фи2.1