Коллектор электрической машины Советский патент 1976 года по МПК H01R39/04 

Изобретение касается конструкции коллекторов электрических машин, например тяговых электрических машии (тяговых гене1раторов, электродвигателей, преобразователей и т. д.) и может найти .применение на электромашиностронтельных предприятиях.

Известны коллекторы электрических машин, в которых элементы конструкции используются для целей вентиляции 1. Однако при этом не обеспечивается достаточное охлаждение коллектора н не получают вентилируюш,его воздействия другие части электрической машины, например якорь н полюса.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является коллектор электрической машины, содержаш,ий корпус с осевыми отверстиями для движения охлаждаюш,ей среды, закрепленный на валу якоря посредством центральной посадочной втулки и ребра жесткости, расположенные между корпусом н центральной посадочной втулкой.

Основным недостатком такой конструкции является необходимость в независимом источнике -вентилируюн ей среды или установке вентилятора на вал машины. Тяговые электрические машины размещаются на подвижном составе в довольно стесненном пространстве и имеют жесткие габаритные ограничения, поэтому устано;вка независимого вентилятора или размешение его на валу наталкивеются на габаритные ограничения, снижая мош.ность машины.

Целью изобретения является повышение интенсивности охлал дения якоря н мош,ности машины.

Это достигается за счет того, что ребра жесткости выполнены в виде лопастс осевого вентилятора н установлены под углом 25-35° относительно оси коллектора.

На фиг. 1 изображен предлагаемый коллектор, обшнй вид; на фиг. 2 - то же, вид с торца; на фиг. 3 - возможная конфигурация ребер жест1кости несимметричного н снмметричного профилей и их сечения по середине высоты ребра.

Коллектор состоит из медпо-миканитового комплекта 1, заьфепленного с помощью изолированных бандажных колец 2 на корпусе 3, имеюш,ем осевые отверстия, п изолированного от корпуса слоем корпусноп изоляции 4. На валу машины коллектор закреплен посредством центральной .посадочной втулки 5. Межкон под углом к оси коллектора расположены ребра жесткости 6 с осевыми опзсрстнямн 7, вы:нолненн1:.1е как лопасти осевого вентнля тора.

В соотзетствнн с вихревой теорией Жуковского Н. Е. ребра жесткости нмеюг трапецеидальную форму, pacHnipiuoniyiocH к центральной посадочной втулке. Профиль ребер жесткости может соошетспвовать различным профилям лопастей осевых вентиляторов. Наиболее совершенным является несимметричный профиль ребер жесткости, напоминающий профиль крыла самолета. При симметричном профиле ребер жесткости, напоминающем скругленный ромб, коллектор в качестве вентилятора может быть реверсивным. Количество ребер жесткости определяется расчетом коллектора на прочность и расчетом напора, .создаваемого коллектором. Угол установки ребер жесткости относительно оси коллектора может быть от 15 до 45°, но при угле 25-35° коллектор в качестве вентилятора имеет максимальный к. п. д. Корпус коллектора и ребра жесткости могут быть металлическими или пластмассовыми. Конструкция коллектора в качестве вентилятора работает следующим образом. Так как ребра жесткости 6 (см. фиг. 2) имеют несимметричный или симметричный профиль и установлены под углом относительно о:си коллектора то при его вращении охлаждающая среда (например воздух) засасывается в осевые отверстия 7, проходит между ребрами жесткости в осевом направлении и под напором вентилятора-коллектора движется в каналы якоря, способствуя его интенсивному охлаждению. Второй путь движения охлаждающей среды -через межкатущечное пространство полюсов и воздушный зазор машины-может быть параллельным или последовательным с первым. При этом корпус коллектора будет вентилироваться на nepiBOM пути движения охлаждающей среды, а его рабочая поверхность на втором. Использование предлагаемой конструкции коллектора в транспортных электрических машинах дает следующие преимущества: при неизменных габаритах совмещаются функции коллектора и вентилятора; отпадает необхоимость в вентил-яторе при независимой ситеме вентиляции машины и в пространстве ля его размещения на подвижном составе; ри самовентиляции освобождается пространтво внутри машины, так как не требуется азмещение отдельного вентилятора на ее алу; повышается интенсивность охлаждения коря машины, так как холодная среда поступает непо-средственно в его каналы; повышается мощность машины за счет освободившегося пространства, которое используется для размещения ее активных частей, и в связи с интенсификацией охлаждения якоря; снижаются расходы на устройство вентиляции электрической машины. ФopiMyлa изобретения Коллектор электрической машины, содержащий корпус с осевыми отверстиями для движения охлаждающей ореды, закрепленный на валу якоря посредством центральной посадочной втулки и ребра жесткости, расположенные между корпусом и центральной посадочной втулкой, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсиеноста охлаждения якоря и мощности машинь ребра жесткости выполнены в виде лопастей осевого вентилятора и установлены под углом 25-35° относительно оси коллектора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1 Алексеев А. Е. Конструкция электрических машин. М., ГЭИ, 1958, стр. 205, рис. 6-21 а. 2. Климченков В. Т. и др. «Использование теплообмена коллектора электрической машины ЭП серия «Тяговое и подъемно-транспортное электрооборудование, 1973 вып. 3 (18), стр. 7.