КОЛЛЕКТОР ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН Советский патент 1928 года по МПК H01R39/04 

На фиг. 1 схематического чертежа изображен поперечный разрез предлагаемого коллектора для электрических машин, на фиг. 2 и 3 - щеточный аппарат для коллектора и на фиг. 4 - токособирательные сегменты.

Предлагаемый коллектор предназначается для электрических машин с неподвижным якорем и вращающимися щетками. Коллекторные пластины выполнены в виде щеток a, могущих перемещаться в радиальном направлении. Вращающиеся щетки заменены сегментами, b-b′, соединенными при посредстве колец с-с′ и скользящих по ним щеток d-d′ с внешнею цепью. Соприкасающиеся со щетками поверхности представляют части кругового цилиндра несколько меньшего диаметра, чем расстояние между краями k₂ и k₂′_. Эти поверхности расположены по отношению к кругу, по которому расположены щетки (обозначенному на фиг. 1 пунктиром) так, что части k₂ и k₂′ выступают немного наружу, а края k₁, k₃, k₁′ и k₃′ заходят внутрь круга. Щеткодержатели снабжаются выступами n₁, n₂, n₃… и при помощи неподвижных упоров m₁, m₂, m₃… удерживаются на периферии круга (цилиндра).

Щеточный аппарат изображен на фиг. 2 (вид сбоку) и фиг. 3 (в плане). Значения букв следующие: n-o-b - обойма щеткодержателя; a - щетка; с - металлическая оправа, в которой укреплена щетка; о - цапфа оси вращения оправы щетки относительно щеткодержателя; n - выступ щеткодержателя; m - упор, скрепленный с неподвижными частями. Ось о вращения щетки необходима, так как во время работы щетка должна поворачиваться на малый угол относительно щеткодержателя. Ось вращения щетки должна быть расположена возможно ближе к нижнему краю щетки, для большей ее устойчивости. На щетку действуют две пружины. Одна пружина действует через щеткодержатель, прижимая щетку к сегменту. Пружина эта имеет обычное устройство и на чертеже не изображена. Другая пружина d, так или иначе приспособленная к щетке (фиг. 2), стремится повернуть щетку так, чтобы приподнять край ее, расположенный со стороны набегающего сегмента. Оправа щетки снабжается выступом , упирающимся при действии пружины в обойму щеткодержателя так, что щетка в нерабочем положении всегда отклонена на некоторый определенный угол, что необходимо для создания благоприятных начальных условий работы щетки в первый момент соприкосновения сегмента со щеткой. Упор m может иметь различную конструкцию.

При вращении подвижной части, сегмент b или b′ (фиг. 1) приподымает прикасающуюся к ней, в данный момент, щетку под упором m, при чем действующая на щетку пружина создает нужное для контакта давление. Таким образом, сегменты последовательно соединяются с каждой из щеток. Сегменты b-b′ могут быть выполнены, как части кругового цилиндра диаметра, равного расстоянию между краями частей k₂ и k′₂ (это даст возможность применять щетки, неподвижно скрепленные, с соответствующими щеткодержателями).

Для улучшения условий коммутации и устранения искрообразования применяется вращающаяся часть, согласно фиг. 4. Собирательный сегмент разделяется в продольном направлении на две или более частей k₂ и k₁, изолированных друг от друга; кроме того, добавляются с обеих сторон или только со сбегающей стороны металлические сегменты (пластины) и . Сегменты k₁ и k₂ соединяются с отводящим ток проводником g через некоторые малые сопротивления r₁ и r₂, назначение которых - ослаблять токи в коротко замкнутой секции. Сегменты и соединяются также, но через проводники, сравнительно большого сопротивления - R₁ и R₂. Назначение их - устранить резкие переключения тока при коммутации, что обычно и является причиной искрообразования.

1. Коллектор для электрических машин с неподвижным якорем и вращающимися щетками, характеризующийся тем, что коллекторные пластины его выполнены в виде щеток a, могущих перемещаться в радиальном направлении, а вращающиеся щетки заменены сегментами b-b′, соединенными при посредстве колец с-с' и скользящих по ним щеток d-d′ с внешнею цепью, при чем сегменты b-b′ очерчены по окружности с радиусом, могущим быть меньшим радиуса окружности, образуемой контактами дугами щеток a₁, a₂… (фиг. 1).

2. При охарактеризованном в п. 1 коллекторе применение щеточного аппарата, состоящего из следующих частей: 1) щетки a с металлическою оправою с, снабженной цапфами о, 2) обоймы n-b, поддерживающей цапфы о и опирающейся с одной стороны на щеточную траверзу, а с другой на неподвижный упор m, 3) пружины d, предназначенной для под′ема грани щетки, расположенной со стороны набегающего конца сектора b-b′ (фиг. 2, 3).

3. При охарактеризованном в п. 1 коллекторе применение токособирательных сегментов b-b′, состоящих каждый из отдельных мелких сегментов , k₁, k₂, , соединенных с кольцами с-с′ при посредстве сопротивлений R₁-R₂ и r₁-r₂ (фиг. 4).