Токосъемное устройство Советский патент 1990 года по МПК H01R39/00 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к твердотельным токосъем- иым устройствам электрических машин, и может быть использовано в униполярных электрических машинах большого тока.

Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик и повышение удобства замены щеток.

На фиг. 1 показано устройство, осевой разрез; на фиг. 2 - сечение А-А н а фиг. 1; на фиг. 3 - щетка.

Устройство имеет ротор 1 с кольцевыми контактными поверхностями 2. Статор 3 содержит электроды 4. В кольцевой полости 5 между ротором и электродами статора размещены щетки 6. Один конец каждой щетки касается контактной поверхности 2 ротора, а другой - электрода 4 статора. Устройство снабжено полым цилиндром 7, установленным в кольцевой полости 5. В цилиндре выполнены сквозные отверстия 8, размеры которых соответствуют размерам щеток 6, причем щетки размещены в этих отверстиях. В статоре выполнены направляющие поверхности 9 и 10, в которых установлен цилиндр 7 с возможностью поворота сокруг оси устройства. В статоре выполнено также окно 11, охватывающее по меньшей ,иере один осевой ряд отверстий в цилиндро 7. В цилиндре выполнены отверстия 12, расположенные по его окружности. На статоре 3 установлен стопор 13, имеющий штырь 14, который входит в одно из отверстий 12 и фиксирует положение цилиндра 7. Щетка 6 (фиг. 3) состоит из пучка электропроводящих упругих волокон 15, зажатых между двумя обкладками 16 и 17 с помощью винтов 18. Контактные поверхности устройства расположены на кольцах 19 (фиг. 1 и 2). Электрические соединения на роторе осуществляются шинами 20, подсоединенными к кольцам. На статоре 3 установлены шины 21, соединенные с электродами 4. Все токоведущие части устройства электроизо- лированы от остальных его частей. Например, щетки 6 электроизолированы от цилиндра 7 изоляцией 22, покрывающей стенки отверстий 8. В устройстве, подготовленном к работе, ряд отверстий 8, расположенных напротив окна 11, щетками не занят.

В щетке 6 электропроводящие волокна

15 могут быть укреплены в обкладках 16 и 17 под углом, отличающимся от прямого. Щетка 6 может быть не только волокнистой, но и пластинчатой, состоящей из упругих пластин, собранных в пакет. Щетка может состоять из двух монолитных частей, прикрепленных к упругой пластине на ее концах с двух противоположных сторон. Поджатие концов щетки к контактным поверхностям может осуществляться с помощью пружин, размещенных в цилиндре. В этом случае наличие упругого элемента в щетке не обязательно. Вместо одного окна 11 в статоре 3 может быть выполнено несколько окон меньшего размера. Для стрпора 13 может быть выполнено отдельное отверстие в статоре. Конструкция стопора 13 и его сочленение с цилиндром 7 могут быть, например, в виде пластины, входящей в прорезь статора 3 и цилиндра 7. Электроды 4 могут иметь профилированную контактную поверхность вдоль окружности ротора, обеспечивающую сужение полости 5 от входа щеток в эту полость к их выходу. В окне 11 статора может быть установлен

вкладыш со съемными участками электродов 4 и устройством подачи смазки на контактные поверхности. В этом случае отверстия 8, расположенные напротив окна 11, могут быть тоже заняты щетками, а устройство может использоваться как с установленным стопором 1-3, так и без него.

Устройство работает следующим образом.

Электрический контакт между проводниками ротора 1 и статора 3 осуществляется через щетки 6, расположенные в кольцевой полости 5 и удерживаемые в рабочем положении цилиндром 7. Цилиндр 7 неподвижен, так как связан со статором 3 через

5 стопор 13, штырь 14 которого входит в отверстие 12 этого цилиндра. При вращении ротора 1 имеет место скользящий электрический контакт между поверхностями 2 колец 19 и соответствующими концами щеток 6. Вторые концы щеток имеют неподвижный электрический контакте электродами 4, от которых отходят шины 21. Прижатие электропроводящих волокон 15 к контактным поверхностям ротора и статора осуществляется за счет упругости волокон. В рабочем состоянии устройства один ряд отверстий 8, расположенных напротив окна 11. остается свободным. Через эти отверстия может подаваться смазка на контактные поверхности 2 ротора.

При техническом обслуживании устройства замена щеток осуществляется при остановленном роторе 1 и вынутом стопоре 13. Цилиндр 7 поворачивается вокруг оси с помощью рычага, вставляемого в отверстие 12 через окно 11. Когда ряд щеток становится напротив окна 11, старые щетки вынимаются и вставляются в отверстия 8 новые щетки. Затем цилиндр 7 поворачивается на следующий шаг. При этом вновь установленный ряд щеток вдавливается в кольцевую полость 5 между контактными поверхностями 2 ротора и электродами 4 статора, а ряд сработанных щеток выдвигается из полости к окну 11. В этом ряду тоже производится замена щеток. Так последовательно заменяются все щетки в Отверстиях 8 цилиндра 7. Свободным остается только один ряд отверстий 8, расположенных напротив окна 11. После установки стопора 13 устройство готово к работе.

Устройство допускает заполнение щетками всех отверстий 8 цилиндра 7. В этом

случае окно 11 должно быть закрыто вкладышем, содержащим съемные участки электрода 4. Если при этом вынуть стопор 13, то вращающийся ротор будет увлекать щетки 6 вместе с цилиндром 7. Относительная окружная скорость в скользящем контакте между ротором и щетками уменьшается, но появляется второй скользящий контакт между щетками и электродами 4 статора.

0 При использовании профилированных электродов 4 с целью более полного использования щеток 6 замена каждого ряда щеток в отверстиях 6 цилиндра 7 чередуется периодами работы устройства с установленным

5 стопором 13.

Формула изобретения Токосьемное устройство, содержащее ротор с контактными поверхностями, статор, полый цилиндр, имеющий сквозные от0 верстия, в которых размещены щетки, один конец каждой щетки касается контактной поверхности ротора, в статоре выполнены направляющие поверхности, в которых установлен полый цилиндр, и окно, охватыва5 ющее по крайней мере один осевой ряд отверстий, отличающееся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик и повышения удобства замены щеток, полый цилиндр установлен с

0 возможностью поворота относительно статора, статор снабжен кольцевыми электродами, охватывающими с зазором полый цилиндр и имеющими прорезь напротив окна в статоре, а каждая щетка вторым концом

5 касается электрода статора.

21

Изобретение относится к электротехнике, касается усовершенствования токосъемных устройств электрических машин постоянного тока. Предпочтительная область применения - униполярные машины большого тока. Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик и повышение удобства замены щеток. Устройство содержит ротор 1 с контактными поверхностями 2, статор 3 с электродами 4, кольцевую полость 5, в которой размещены щетки 6. Один конец каждой щетки касается поверхности 2 ротора, а другой - электрода 4 статора. Устройство снабжено полым цилиндром 7, установленным в полости 5, с отверстиями 8, в которых размещены щетки. В статоре выполнены направляющие поверхности 9 и 10, в которых установлен цилиндр 7 с возможностью поворота вокруг оси устройства. В статоре выполнено окно 11, расположенное напротив отверстий 8 в цилиндре и охватывающее их один осевой ряд. По окружности цилиндра выполнены отверстия 12. На статоре установлен стопор 13 со штырем 14, который входит в одно из отверстий 12. Щетка 6 состоит из пучка волокон, зажатых между двумя обкладками и с помощью винтов. На роторе имеются контактные кольцо 19 и шины 20, на статоре - шины 21. Проводники и стенки отверстий 8 покрыты электроизоляцией 22. 3 ил.