Щеточно-коллекторный узел машины постоянного тока Советский патент 1993 года по МПК H01R39/04 

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к коллекторным электрическим машинам,

Цель изобретения - снижение массы и габаритов коллектора при безыскровой плотности тока под щетками путем увеличения площади контакта щеток с ламелями за счет использования дополнительно торцовой и внутренней поверхностей коллектора.

Сущностью изобретения является выполнение коллектора с прямоугольными ламелями, закрепленными на барабане

кольцеобразной формы и изолированными от него слоем диэлектрика, нагреваемого в полости кольцевого барабана через штуцеры и заполняющего пространство между кольцевым барабаном и ламелями, причем бракеты выполнены П-образной формы на которых щеткодержатели со щетками размещены вдоль внешней, торцовой и внутренней контактных поверхностей, а токоотводящио шины которых подключены к соответствующим кольцевым токосборным шинам,

00

ю

СА) О СЛ О

На фиг. 1 представлен продольный разрез щеточно-коллекторного узла: на фиг. 2 - поперечный разрез щеточно-коллекторного узла,

Щеточно-коллекторный узел 1 содер- жит коллектор2, состоящий из клиновидных прямоугольных ламелей 2а и 26, изолированных друг от друга диэлектриком 3. Коллектор 2 закреплен на кольцевом барабане 4. имеющем наконечник 5, например сфери- ческий, который изолирован диэлектриком 6 от ламелей 2а и 26, нагнетаемым через штуцер 7 в отверстия 8 и 9 через полость 10 в барабане 4, который закреплен с помощью кронштейна 11 на нажимном эле- менте 12 магнитопровода якоря 13. Выводная секция обмотки якоря 15 прикреплена пайкой к петушку 16 ламели 2а, 26. Коллектор 2 имеет внешнюю контактную поверхность 17, по которой наложены кольце- вые бандажи 20 и 21, изолированные от коллектора 2 диэлектриком 18 и 19. Уравнительные соединения 22, изолированные диэлектриком 23, закреплены на барабане 4, покрытом диэлектриком 24. Штуцер 7 за- крыт крышкой 25. От коллектора 2 диэлектрик 28 и 27 изолирует нижние бандажи 28. Коллектор 29 имеет внутреннюю контактную поверхность 29 и торцовую контактную поверхность 30. На контактные поверхно- сти 17, 29 и 30 оперты щетки 31, 33 и 32 соответственно, закрепленные в щеткодержателях 34, 35 и 36, которые закреплены на П-образных бракетах 37 плюса и 38 минуса. Поводки 39 щеток 31-33 присоединены к токопроводам 40, .которые присоединены к кольцевым шинам 41 плюса и 42 минуса, к которым присоединены выводные шины 43 и 44. Бракеты 37 и 38 закреплены каждый на кронштейне 45, прикрепленном к силовой конструкции 46. Магнитопровод 13 с коллектором 2 образуют якорь 47.

Коллектор 2 содержит К ламелей 2а, 26, изолированных друг от друга диэлектриком 3.

Конструкция щеточно-коллекторного узла 1 работает следующим образом.

При вращении якоря 47 щеки 31-33, прижимаемые к контактным поверхностям 17, 30 и 29, одновременно коммутируют од- ну секцию 15 по внешней 17, торцовой 30 и внутренней 29 контактным поверхностям ламели 2а, находящейся под ними, и в электрической машине происходит обмен электромагнитной энергией между якорем 47 и сетью при уменьшенной плотности тока под щеточным аппаратом.

К преимуществам предлагаемой конструкции относятся следующие: коллектор имеет массу в 1,5-2 раза м еньшую, чем у

прототипа, при той же коммутирующей способности, коллектор имеет меньшие потери на трение при равных с прототипом поверхностях токосъема за счет торцовых и внутренней поверхностей, при одинаковой длине с прототипом коллектор практически может снимать вдвое большую мощность, что повышает предельную мощность коллектора.

Изобретение может быть использовано в генераторах и двигателях постоянного тока с целью повышения предельной мощности и частоты вращения, а также для уменьшения габаритов якоря и машины в целом и в коллекторных машинах переменного тока.

Формула изобретения

1.Щеточно-коллекторный узел машины постоянного тока, содержащий коллектор с клиновидными ламелями из материала с высокой электропроводностью, механической прочностью и износостойкостью, изолированными друг от друга и от элементов креп- ления диэлектриком, и петушками, предназначенными для присоединения секции обмотки якоря, а по наружной поверхности коллектора установлены бандажи, изолированные от ламелей. причем элементы крепления коллектора предназначены1 для установки на нажимном элементе якоря, на внешней поверхности коллектора размещены щетки, закрепленные в щеткодержателях и прижимаемые к коллектору упругими элементами, а токопроводящие поводки щеток присоединены к токосбор- ным шинам, закрепленным на диэлектрических бракетах, число которых равно числу полюсов и которые имеют положительную и отрицательную полярности токопроводов, присоединенных к кольцевым и выводным шинопроводам, отличающийся тем, что, с целью улучшения коммутации обмотки якоря и уменьшения массы коллектора, ламели выполнены клиновидными прямоугольной формы с центральным отверстием, в котором размещен кольцевой элемент крепления, состоящий из барабана и хвостовика, которые имеют каналы для заполнения диэлектриком при формовке коллектора через штуцеры в барабане, а щетки опираются на внутреннюю и торцевую поверхности коллектора и закреплены на бракетах П-образной формы.

2.Узел по п.1,отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, ламели коллектора крепятся бандажами, которые установлены по внутренней поверхности коллектора и изолированы от ламелей диэлектрическими кольцами.

§

У//////////////Г

и

Использование: электрические машины. Сущность изобретения: коллектор машины постоянного тока содержит ламели из материала с высокой электропроводностью, механической прочностью и износостойкостью, изолированные друг от друга и от эле- ментов крепления диэлектриком. К петушкам ламелей присоединены секции обмотки якоря, а по наружной поверхности коллектора установлены бандажи, изолированные от ламелей, причем элементы крепления коллектора установлены на нажимном элементе якоря, а на внешней поверхности коллектора размещены щетки, закрепленные в щеткодержателях и прижимаемые к коллектору упругими элементами. Токопроводящие поводки щеток присоединены к токосборным шинам, закрепленным на диэлектрических бракетах, число которых равно числу полюсов 2р и которые имеют положительную и отрицательную полярность токопроводов, подсоединенных к кольцевым и выводным шинопроводам. С целью улучшения коммутации обмотки якоря и уменьшения массы коллектора ламели коллектора выполнены клиновидными прямоугольной формы с центральным отверстием, в котором размещен кольцевой элемент крепления, состоящий из барабана и хвостовика, которые имеют каналы для заполнения диэлектриком полостей при формовке коллектора через штуцеры в барабане, а щетки опираются на внутреннюю и торцовую поверхности коллектора и закреплены на бракетах П-образной формы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. сл с

ОЗОСШ