Щеточно-коллекторный узел электрической машины Советский патент 1992 года по МПК H01R39/40 

Фиг. 2.

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности, к усовершенствованию контактов, взаимодействующих с коллектором электрических машин.

Известен щеточно-коллекторный узел электрической машины большой мощности, содержащий реактивный щеткодержатель типа тандем с двумя рядом расположенными в тангенциальном направлении реактивными щетками с положительным углом скоса верхней поверхности и с двумя нажимными пружинами, каждая из которых осуществляет нажатие на одну из щеток 1.

Известен щеточно-коллекторный узел электрической машины, содержащий коллектор, реактивный коробчатый щеткодержатель, реактивную разрезную щетку, состоящую из двух слоев, на нерабочих торцах которых выполнен скошенный паз, проходящий в тангенциальном направлении по всей ширине щетки, нажимную спиральную пружину и плоскую прямоугольную нажимную накладку, помещенную между скошенной поверхностью щетки и нажимным концом пружины, накладка закреплена на скошенном торце одного слоя и имеет скользящую связь свободной частью с торцом второго слоя щетки 2.

Известен щеточно-коллекторный узел электрической машины, содержащий коллектор, реактивный коробчатый щеткодержатель, реактивную разрезную щетку, состоящую из двух слоев, на нерабочих торцах которых выполнен скошенный паз, проходящий в тангенциальном направлении по всей ширине щетки, нажимную спиральную пружину и плоскую прямоугольную нажимную накладку, помещенную между скошенной поверхностью щетки и нажимным концом пружины, накладка закреплена на скошенном торце одного слоя, а с торцом второго слоя щетки накладка имеет скользящую связь с помощью плоского упругого выступа, выполненного на свободной части накладки со стороны щетки и пересекакще- - го продольную ось этого слоя 3.

Недостатком известного щеточно-кол- лекторного узла является то, что в связи с технологическими отклонениями при изготовлении щетки свободная половина накладки может опираться на верхнюю поверхность слоя щетки как всей поверхностью плоского выступа накладки,так и полоской со стороны передней или задней лицевой грани, причем с увеличением жесткости выступа ширина полоски уменьшается.

Так как выбор угла наклона реактивной щетки и угла скоса верхней поверхности паза производится при условии, что свободная половина накладки опирается на верхнюю поверхность паза слоя щетки всей поверхностью выступа и результирующая сила нажатия приложена в центре этой поверхности, то отклонение силы нажатия в сторону передней или задней лицевой грани слоя щетки приводит к ухудшению контактирования его с коллектором и расстройству коммутации. Например, когда сила нажатия

выступа на сбегающий слой щетки приложена со стороны передней лицевой грани, происходит уменьшение вплоть до нуля силы прижатия нижней части сбегающего слоя щетки к набегающему. При этом появляются тангенциальные поворотные колебания сбегающего слоя щетки относительно набегающего слоя и на его контактной поверхности может образоваться два зеркала, что отрицательно сказывается как на устойчивость контакта, так и на коммутацию. При смещении силы нажатия плоского выступа в сторону задней лицевой грани сбегающего слоя щетки происходит увеличение силы прижатия нижней части сбегающего слоя

щетки к набегающему слою, что также ухудшает условие контактирования и коммутации.

Целью изобретения является повышение устойчивости контакта и улучшение коммутации электрической машины путем обеспечения нажатия выступа свободной половины накладки на скошенную поверхность слоя щетки по линии, проходящей в аксиальном направлении и пересекающей

радиальную ось этого слоя.

Поставленная цель достигается тем, что в щеточно-коллекторном узле, содержащем коллектор, реактивный коробчатый щеткодержатель, реактивную разрезную щетку,

состоящую из двух слоев, на нерабочих торцах которых выполнен скошенный паз, проходящий в тангенциальном направлении по всей ширине щетки, нажимную спиральную пружину и плоскую прямоугольную нажимную накладку, помещенную между скошенной поверхностью щетки и нажимным концом пружины, закрепленную на скошенном торце одного слоя и имеющей скользящую связь с торцом второго слоя с

помощью выступа, выполненного на свободной части накладки со стороны щетки и пересекающего продольную ось. этого слоя, выступы в поперечном сечении выполнен овальной формы, при этом линия касания

выступа торца слоя щетки проходит в аксиальном направлении и пересекает продольную ось этого слоя.

С целью упрощения конструкции и экономии материала свободная часть накладки

может быть выполнена длиной только до

середины слоя щетки, а выступ выполнен на ее конце.

На фиг.1 приведен предлагаемый вид узла, в тангенциальном направлении; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - верхняя часть разрезной двухслойной щетки, у которой свободная часть накладки выполнена длиной только до середины слоя щетки, а выступ выполнен на ее конце.

Щеточно-коллекторный узел содержит коллектор 1, реактивный коробчатый щеткодержатель 2, реактивную разрезную щетку, состоящую из двух слоев 3 и 4, на нерабочих торцах которых выполнен скошенный под углом (5 паз 5, проходящий в тангенциаль- ном направлении по всей ширине Щетки нажимную спиральную пружину 6 и плоскую прямоугольную нажимную накладку 7, помещенную между скошенной поверхностью щетки (слои 3 и 4) и нажимным концом пружины 6, накладка 7 закреплена на скошенном торце одного слоя 3 и имеет скользящую связь с торцом второго слоя 4 с помощью выступа 8, выполненного на свободной части накладки 7 со стороны слоя 4, причем выступ 8 в поперечном сечении выполнен овальной формы и линия касания выступа 8 торца слоя 4 проходит в аксиальном направлении и пересекает продольную ось этого слоя.

На фиг.З представлена верхняя часть разрезной двухслойной щетки, у которой свободная половина накладки 7 выполнена длиной только до середины слоя 4, а выступ 8 выполнен на ее коцне.

Щеточно-коллекторный узел работает следующим образом.

Свободная половина накладки 7 выступом 8 овальной формы всегда опирается в середине верхней скошенной поверхности паза сбегающего слоя 4 щетки и радиальная составляющая силы нажатия накладки совпадает с радиальной осью сбегающего слоя

4. При этом сбегающий слой 4 щетки прижат к набегающему слою 3 и не перемещается в условиях динамики в тангенциальном направлении, а на его контактной поверхности не образуется второго зеркала.

Экспериментальная проверка работы предложенного щеточно-коллекторного узла проводилась на генераторах мощностью 10 кВа. Испытания показали, что применение предложенного устройства позволяет ликвидировать тангенциальные перемещения сбегающего слоя щетки и образование на его контактной поверхности двух зеркал и снизить степень искрения со значения более 1 1/2 балла до значения менее 1 1/2 балла и тем самым устранить возможное подгорание ламелей коллектора. Формула изобретения Щеточно-коллекторный узел электрической машины, содержащий коллектор, реактивный коробчатый щеткодержатель, реактивную разрезную щетку, состоящую из двух слоев, на нерабочих торцах которых выполнен скошенный паз, проходягдий в тангенциальном направлении по всей ширине щетки, нажимную спиральную пружину и плоскую прямоугольную нажимную накладку, помещенную между скошенной поверхностью щетки и нажимным концом пружины, накладка закреплена на скошенном торце одного слоя, а с торцом второго слоя щетки накладка имеет скользящую связь с помощью выступа, выполненного на свободной части накладки со стороны щетки проходящей в аксиальном направлении по всей накладке, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости контакта и улучшения коммутации, выступ в поперечном сечении выполнен овальной формы, при этом линия касания выступа с торцом второго слоя щетки прохрдит в аксиальном направлении щетки и пересекает продольную ось этого слоя.

/7-J

N

Использование: в качестве токосъема электрической машины. Сущность изобретения: с коллектором 1 взаимодействует двухслойная щетка, поджатая к коллектору плоской накладкой 7 со стороны скошенных нерабочих торцов. Накладка 7 закреплена на одном из слоев 3, а с торцом второго слоя 4 имеет скользящую связь с помощью выступа 8, имеющего в поперечном сечении овальную форму. Линия соприкосновения выступа с торцом второго слоя щетки проходит в аксиальном направлении щетки и пересекает продольную ось этого слоя. 3 ил. + Ј

Фиг.1