Щеточно-коллекторный узел электрической машины Советский патент 1991 года по МПК H01R39/38 

Изобретение относится к электромашиностроению в части создания щеточ- но-коллекторных узлов электрических машин и может быть использовано в конструкциях моментных двигателей и тахогенераторов постоянного тока высокого класса точности, преимущественно с торцовыми коллекторами.

Целью изобретения является улучшение коммутации за счет снижения и влияния погрешностей изготовления узла и расширения диапазона применимости.

На фиг.1 изображен щеточно-коллекторный узел электрической машины,

продольный разрез; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - щеточно-коллекторный узел электрической машины со сквозными кольцевыми пазами в поворотной головке, продольный разрез; на фиг.4 - вид Б на фиг.З.

Щеточно-коллекторный узел электрической машины содержит установленный на траверсе 1 щеткодержатель 2 с прямоугольной щеткой 3, поджатый пружиной 4 к коллектору 5 с помощью заглушки 6. Щеткодержатель 2 свободно установлен в отверстии 7 траверсы 1 и со стороны, противоположной коллектоО5

Јь

ю

со оо

РУ 5, снабжен поворотной головкой 8 для возможности поворота щеткодержа-| теля с щеткой вокруг продольной оси 9 щетки. Поворотная головка 8 зафиксирована на траверсе 1 крепежными элементами 10. В поворотной головке 8 могут быть выполнены сквозные кольцевые пазы 11 (фиг.1), коаксиальные продольной оси 9 щетки 3, в которых установлены крепящие элементы 10.

Боковая поверхность поворотной головки 8 может быть выполнена в виде многогранной поверхности (типа гайки) или в виде диска (как показано на фигурах). При этом поворотная голов- ка 8 может выступать над поверхностью траверсы 1, либо быть утопленной в ней. В первом случае можно осуществлять поворот щеткодержателя 2 в отверстии 7 траверсы 1 без каких-либо приспособлений, например пальцами руки. Во втором случае для осуществления поворота требуется при пособле- ние для поворота.

Устройство работает следующим образом.

При вращении якоря электрической машины щетки 3, скользящие по коллектору 5, поочередно переключают секции обмотки якоря (на фигурах не показа- ны), подключенные к коллекторным пластинам коллектора 5 из одной параллельной ветви в другую. При этом для получения минимальной погрешности выходной характеристики электричес кой машины необходимо соблюдение равенства числа секций в параллельных ветвях, не зависящее от углового положения якоря. Указанное условие достигается при установке щеток 3 на нейтраль и обеспечении расчетного соотношения между шириной щетки 3 и коллекторным делением (зоны контакта) обеспечивающего одновременность замыкания и размыкания коллекторных плас- тин щетками разной полярности. Нарушение расчетного соотношения между шириной щетки и коллекторным делением (зоны контакта), обусловленное погрешностями изготовления щеточно-кол- лекторного узла, установки щеток и коллектора, приводит к нарушению одновременности замыкания и размыкания коллекторных пластин щетками разной полярности, что в свою очередь в оп- ределенные моменты времени обуславливает появление уравнительных токов, ухудшающих коммутацию и увеличивающих пульсацию ЭДС и момента.

В описанной конструкции требуемая зона контакта обеспечивается при повороте щеткодержателя 2 с прямоугольной щеткой свободно установленного в отверстии 7 траверсы 1 , за поворотную головку 8 относительно продольной оси 9 щетки (и, соответственно, рабочей поверхности щетки 3 относительно рабочей поверхности коллектора 5) при одновременном контроле выходной характеристики работающей машины регистрирующим прибором (на фигурах не показан). Для этого ослабляют крепежные элементы 1П, фиксирующие поворотную головку 8, и при ее помощи поворачивают щеткодержатель 2 со щеткой в отверстии 7 траверсы 1 вокруг продольной оси 9 щетки 3, добиваясь при этом по показаниям прибора требуемой зоны контакта путем изменения эквивалентной ширины щетки 3. Поворотная головка 8 фиксируется крепежными элементами 10 в том положении, при котором контролируемая величина будет минимальной. Для обес- печения постоянного нажатия щетки 3 на коллектор 5 при повороте щеткодержателя 2 целесообразно применять конструкцию щеткодержателя, в которой в поворотной головке 8 выполнены сквозные кольцевые пазы 11, коаксиальные продольные оси 9 щетки 3.

Описанная конструкция щеточно- коллекторного узла позволяет улучшить коммутацию за счет снижения влияния погрешностей изготовления узла, наличие которых в прототипе приводит, например, к увеличению уровня пульсаций (коллекторных) ЭДС в 2-1 раза, ухудшению асимметрии и нелинейности выходной характеристики электрической машины.

Кроме этого, отпадает необходимость изготовления щеток и коллектора с высокой точностью и расширяется диапазон применимости одного и того же узла в электрических машинах с различными коллекторными делениями.

формула изобретения

1. Щеточно-коллекторный узел электрической машины, содержащий установленный на траверсе щеткодержатель с прямоугольной щеткой, поджатой пружиной к коллектору с помощью заглушки отличающийся тем, что, с целью улучшения коммутации за счет снижения влияния погрешностей изготовления узла и расширения диапазона применимости, щеткодержатель свободно установлен в отверстии траверсы с возможностью поворота со щеткой вокруг продольной оси щетки с помощью поворотной головки, которой снабжен щеткодержатель со стороны, противоположной коллектору, и которая

зафиксирована на траверсе крепежными элементами.

2. Узел по п.1, отличаю - щ и и с я тем, что в поворотной головке выполнены сквозные кольцевые пазы, коаксиальные продольной оси щетки, в которых установлены крепежные элементы.

Изобретение относится к электромашиностроению в части создания щеточно-коллекторных узлов электрических машин и может быть использовано в конструкциях моментных двигателей и тахогенераторов постоянного тока высокого класса точности, преимущественно с торцовыми коллекторами. Цель изобретения - улучшение коммутации за счет снижения влияния погрешностей изготовления узла и расширение диапазона применимости. Щеточно-коллекторный узел электрической машины содержит установленный на траверсе 1 щеткодержатель 2 с прямоугольной щеткой 3, поджатый пружиной 4 к коллектору 5 с помощью заглушки 6. Щеткодержатель 2 установлен в отверстии 7 траверсы свободно с возможностью поворота со щеткой вокруг продольной оси 9 щетки. Для этого он снабжен поворотной головкой 8 со стороны, противоположной коллектору. Головка фиксирована на траверсе крепежными элементами 10. На поворотной головке могут быть выполнены сквозные кольцевые пазы, коаксиальные оси 9 щетки, в которых установлены крепежные элементы 10. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

у/л ш ч/л щъУ/ЛES..I игяутчь.г тареа tssi t%a к&иу/лшмялф

2

1К7Ш:-1уЈЩ

Z-1TV

7 /ТТ

Ю 8

I игяутчь.г тареа tssi

1К7Ш:-1уЈЩ

Z-1TV

7 /ТТ

2937 Фиг f

ВидА

Фиг. 2

ю

-7 - 7/

5 Фиг. 3 2

ю

W7X У7Я ЕЗЗ &7 ЕчЯ 177 R

Фиг. 4