Щеточно-коллекторный узел Советский патент 1993 года по МПК H01R39/00 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к конструкциям щеточно- коллекторного узла электрических машин, преимущественно авиационных.

Целью изобретения является уменьшение износа токосъемных и дополнительных щеток за счет образования на коллекторе специфичной политурной пленки, включающей дисульфид молибдена.

На фиг. 1 показан общий вид щеточно- коллекторного узла; на фиг. 2 - щеткодержатель с группой токосъемных щеток; на фиг. 3 - щеткодержатель с дополнительными щетками.

Щеточно-коллекторный узел содержит коллектор 1, на котором установлены диаметрально-противоположные щеткодержатели 2 с разнополярными токосьемными щетками 3 и щеткодержатели 4 с дополнительными щетками 5, выполненными из смеси дисульфида молибдена 80-95% и не- токопроводящего связующего - до 100% массы смеси.

Дополнительные щетки 5 установлены в щеткодержателях 4 на каждую дорожку коллектора 1. Количество дополнительных щеток 5 на дорожке коллектора определяется из условия получения минимального износа токосъемных и дополнительных щеток.

Длина каждой дополнительной щетки 5 IT равна длине токосъемной щетки 3, а ширина (Ьт на фиг. 1) дополнительной щетки 5 выбрана больше толщины изоляции (Ьиз на фиг. 1) между коллекторными пластинами.

Дополнительные щетки 5 подпружинены с усилием, обеспечивающим получение минимального износа дополнительных щеток 5 и токосъемных щеток 3.

00

СП VJ

Дополнительные щетки 5 установлены между токосъемными щетками 3 разной полярности. Место установки дополнительной щетки 5 выбирается с учетом наименьшего воздействия искрения под токосъемными щетками 3 на дополнительные щетки 5. Например, в реверсивных электрических машинах с одинаковым уровнем искрения на анодной и катодной поляризованных токо- сьемных щетках, дополнительные щетки установлены на одинаковом расстоянии от разнополярныхтокосъемных щеток. В нереверсивных электрических машинах при отсутствии искрения на набегающем крае токосъемной щетки дополнительные щетки могут быть установлены в непосредственной близости к набегающему краю токосъемной щетки.

Работа щеточно-коллекторного узла осуществляется следующим образом.

При вращении коллектора 1 дополнительные щетки 5, выполненные из смеси на основе дисульфида молибдена, постоянно смазывают поверхность коллектора 2, по которой скользят токосъемные щетки 3. На поверхности коллектора 1 образуется специфичная политурная пленка, содержащая дисульфид молибдена, за счет чего уменьшается коэффициент трения контактной пары токосъемная щетка - коллектор, Поскольку дополнительные щетки 5 выполнены нетокопроводящими, они не замыкают коллекторных пластин и под ними не возникает искрение, что исключает возможность снижения смазывающих свойств дисульфида молибдена под действием высоких температур, обусловленных искрением. Нетокопроводящие дополнительные щетки, не замыкающие коллекторных пластин при работе электрической машины, не вызывают уменьшения ЭДС параллельных ветвей обмотки якоря и искажения рабочих характеристик электрической машины.

Объект изобретения реализован на специальной серийной электрической машине малой мощности герметичного исполнения (6 Вт), в которой между основными щеткодержателями с разнополярными токосъемными щетками установлен бестоковый щеткодержатель с дополнительной щеткой из смеси дисульфида молибдена и бакелитового лака ЛБС-5, который позволяет дополнительным щеткам выдерживать рабочие температуры до 200°С и при нагреве не выделяет летучих веществ, ускоряющих износ токосъемных щеток в машинах герметичного исполнения.

Длина дополнительной щетки выбрана равной длине токосъемной щетки, чтобы обеспечить равномерное смазывание коллектора по всей ширине рабочей дорожки, определяемой аксиальной длиной токосъемной щетки и за счет этого достигается одинаковый износ коллектора и токосъемных щеток по ширине поверхности скольжения.

Ширина дополнительной щетки выбрана больше толщины изоляции между коллекторными пластинами, чтобы исключить

возможность западания дополнительной щетки в межламельное пространство. В данном случае ширина дополнительной щетки равна ширине токосъемной щетки в связи с применением для ее установки се5 рийного щёткодержателя.

Удельное давление на дополнительную щетку выбрано из условия получения одинакового (по высоте) износа токосъемных и дополнительных щеток.

0 в качестве токосъемных щеток использованы щетки Г21А. Износ щеток определяется в нормальных условиях за 150 циклов работы двигателя, в климатических условиях при работе по 50 циклов, давление на

5 токосъемные щетки равно 80 г, давление на дополнительные щетки - 70 г.

Данные испытания изложены в таблице.

Из приведенных данных следует, что ус0 тановка на рабочую дорожку дополнительной щетки позволила уменьшить износ токосъемных щеток при всех условиях работы испытуемого двигателя.

Наибольший эффект от применения не5 токопроводящих дополнительных щеток на основе дисульфида молибдена получается при их работе в вакууме при плюсовых или минусовых температурах в зависимости от марки токосъемных щеток.

0 Использование щеточно-коллекторного узла в сравнении с прототипом позволяет уменьшить износ токосъемных и дополнительных щеток за счет образования на коллекторе специфической политурной пленки,

5 включающей дисульфид молибдена и таким образом повысить ресурс работы электрической машины.

Формула изобретения, Щеточно-коллекторный узел электриче0 ской машины, содержащий коллектор, раз- нополярные токосъемные щетки, установленные в диаметрально-противоположные щеткодержатели и дополнительные щетки, отличающийся тем, что, с целью

5 уменьшения износа токосъемных и дополнительных щеток, дополнительные щетки установлены подпружинено в дополнительно введенных щеткодержателях между разнополярными токосъемными щетками на каждую дорожку коллектора, длина каждой

дополнительной щетки равна длине токо-выполнены из смеси, содержащей дисульсъемной щетки, а ширина выбрана большефид молибдена 80-95% и нетокопроводятолщины изоляции между коллекторнымищее связующее - остальное до 100% от

пластинами, причем дополнительные щетки . массы смеси,

Фиг.З

Использование: электрические машины, преимущественно авиационные. Сущность изобретения: щеточно-коллекторный узел содержит коллектор, на котором установлены диаметрально-противоположно расположенные щеткодержатели с разно- полярными токосьемными щетками. Новым в щеточно-коллекторном узле является наличие дополнительных технологических смазывающих нетокопроводящих щеток из дисульфида молибдена и нетокопроводяще- го связующего вещества, установленных в дополнительные бестоковые щеткодержатели на каждую дорожку коллектора. Технологические смазывающие щетки расположены между разнополярными токосьемными щетками и подпружены. Длина технологической смазывающей щетки равна длине токосьемной щетки, а ширина - больше толщины изоляции между коллекторными пластинами. 3 ил. ел С