Устройство подавления радиопомех и снижения искрения коллекторных электрических машин Советский патент 1980 года по МПК H01R39/04 H02K13/14 

(54) УСТРОЙСТВО ПОДАВЛЕНИЯ РАДИОПОМЕХ И СНИЖЕНИЯ ИСКРЕНИЯ КОЛЛЕКТОРНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

1

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при производстве коллекторных электрических машин для подавления радиопомех и снижения искрения.

Известны различные устройства подавления радиопомех и снижения искрения, возникаюшего между коллектором и щетками электрических машин, согласно которым подавление радиопомех и снижение искрения осуществляется за счет использования полупроводникового слоя металлокерамики, с помощью которого замыкаются перенапряжения, возникающие между коллекторными пластинами 1.

Основными недостатками данного устройства являются слабая эффективность подавления напряжений радиопомех при работе скользящего контакта по кдллектору и повыщение токов утечки между коллекторными пластинами из-за замыканий перенапряжений, возникающих между ними.

Известны также устройства подавления радиопомех коллекторн1ах электрических машин, использующие емкостные и индуктивно-емкостные фильтры, электрически связанные с коллектором через щетки электрических машин 2.

Основными недостатками данных устройств являются низкая эффективность подавления радиопомех в диапазоне от 20 5 до 300 МГц вследствие возникающих паразитных емкостей связи между монтажными проводами фильтра и возрастания собственной индуктивности конденсаторов и собственной емкости катушек индуктивностей на частотах выше 20 МГц, препятствую10 щих замыканию высокочастотных напряже,« -НИИ радиопомех на землю, а также невозможность устранения искрения между коллектором и щетками.

Известно устройство подавления радио j помех коллекторных электрических мащин, в котором происходит подавление сигналов радиопомех, возникающих в результате коммутационных процессов на коллекторе микродвигателя постоянного тока. В нем используется двухкорпусное исполнение электрической машины с заполнением межкорпусного пространства диэлектриком, образующим эквивалентную конденсаторную схему замещения. Параллельно цепи эквивалентный кбндёнсатор-коллеКтор якоря подключают вспомогательную цепь: резистор с шунтирующим конденсатором и последовательный конденсатор 3. Однако это устройство неэффективно ytoeHbiiiaW уровень искрения между коллек тором и щетками, от чего значительно за висит ypbBelib радиопомех коллекторных электрических мащин, а также слабо влияет на подавление радиопомех, образук щйхся как при работе скользящего контакта rib коллектору, так и из-за наличия колебания основного магнитного потока в воздушном Зазорейслёдстбие неравномерности воздушного зазора электрической машины. Также к недостаткам устройства можно отмести ёлШЙТност1 изготовления двухкорпусного исполнения электрической машины. Известно устройство подавления радио nioMex и снйжени я искрения коллекторных Электрических машин, содержащее диэлектрическое кольцо и контактирующий элемент 4. Целью изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение эффективности снижения уровня радиопомех и Искрения между коллектором и что повышает качество и надежность ШлЛёкторных электрических машин. Для этого контактирующий элемент выполнен в виде металлического слоя, на йёШМШ М внешнюю поверхностьдиэлектрического кольца, которое установлено с т0рцов коллекторных пластин и прилегает к ним своей неметаллизированной поверхностью. Уменьшение искрения достигнуто при по йбщй шунтирования дуговых разрядов под сбёШйщйм KJpaeM идёткй ёмкостями Конгденсаторов одиовременио коммутируемых коллекторных пластин, обклаШамй KOtdpbix яв ляШсятЬрць Этих пластин и металлизированная поверхность диэлектрического кольца. На завершающем этапе коммутации в момент разрыва Щетки с коллекторной пластиной электромагнитная энергия, запасенная в секции электрической машины, расходуется в активном сопротивлении, в дуге и йа электромагнитное излучение. При наличии увеличенной емкости, шунтирующей секций ЙЯзавершающем этапе коммутацйи, ток разрываемый щеткой, замыкаёТсячёрёз ёмкость, таким образом стремясь поддержать Н аПря кеиИе на секции постоянным, что облегчает работу сбёгйюТЗУёгб срйя щёточного контакта в момент разрыва, благодаря чему и уменьшается искрообразование и энергия элёктромагййтного излучёййя. Данное устройство изображено на фиг. 1, где 1 и 2 - щетки разной полярности, 3 - коллектор, 4 - пазы в петущках коллекторных пластин, 5 - (яйкайитовая ИзоляЦйгямёжду коллекторными пластинами, 6 - коллекторные пластины, 7 - диэлектрическое кольцо, 8 - металлизированный слой диэлектрического кольца, 9 - пластмасса. Диэлектрическое кольцо 7, с металлизированным слоем 8, наклеивают эпоксидным компауйдом неметаллизированной поверхностью на коллектор 3 с торцовой стороны так, чтобы диэлектрическое кольцо 7 равномерно прйлёг Лб к торцовым поверхностям всех коллекторных ламелей 6. Таким образом созданы равномерно распределенные по коллектору емкости конденсаторов каждой коллекторной ламелью 6 и металлизированным слоем 8 диэлектрического кольца 7, с пбмойхью которых замыкаются на самом коллекторе по наикратчайшему пути высокочастотные напряжения радиопомех, образующиеся в каждом скользящем контакте между коллектором и разиополйрными щетками, а также симметрично выравниваются по наикратчайшему пути высокочастотные пульсации потенциалов коллекторных пластин. На фиг. 2 представлена схема замещения диэлектрического кольца, где 1 и 2 щетки разной полярности, ГО - коллектор в развернутом виде, 11 - коллекторные пластины коммутируемые щетками, 12 - конденсаторы равномерно распределенные по коллектору, в том числе и 13 конденсаторы коммутируемых коллекторных пластин образованные между торцами коллекторных пластин и металлизированным слоем 8 диэлектрического кольца 7, 14 - секции обмотки электрической мащииы Л| - высокочастотный ток, замыкающий по наикратчайщему пути через конденсаторы 13 и м.еталлизированную поверхность 8 диэлектрического кольца 7 соседние одновременно коммутируемые коллекторные пластины по высокой частоте в процессе коммутации; За - высокочастотный выравнивающий ток, протекающий по наикратчайшему пути через конденсаторы 13 и металлизированную поверхность 8 диэлектрического кольца 7 от одновременно кбммутируемыХ коллекторных пластин разнополярных щеток. Таким образом; В процессе коммутации ток, разрываемый между щеткой иколлекторной пластиной, замыкается по наикратчайшему пути через емкости соседних коллектбриых пластин, облегчая работу сбегающего края щетки, стремясь поддержать напряжение секции постоянным, что приводит к уменьшению амплитуд перенапряжений в момент разрыва секции со щеткой, следствием умеИьшенИя которых яйляется снижёйие искрения и уровня радиопомех. Емкость конденсатора, образованного между каждой ламелью коллектора и металлизированным слоем диэлектрического кольца, выбирается из условия требуемого подавления уровня радИопомех и искрения, которая зависит от толщины диэлектрического кольца, диэлектрической проницаемости применяемого материала и от конструктив57ных особенностей коллектора электрической машины. Пример М I. Е исследуемых машинах применяется диэлектрическое кольцо, выполненное из конденсаторной керамики типа Т-70, с диэлектрической проницаемостью 6 70, толшина диэлектрического кольца 0,8 мм, толщина металлизированного слоя, полученного вжиганием серебрянной пасты, составляет 0,01 мм. В результате образованы емкости между каждой ламелью и металлизированным слоем кольца по 4 пФ, с помошью которых достигнуто уменьшение уровня радиопомех практически во всем диапазоне частот от 0,15 до 300 МГц, в среднем в 2-4 раза, и снижение искрения с I 1/2 до 1 1/4 балла по ГОСТ 183-74. Уменьшая таким образом уровень радиопомех коллекторных электрических машин, которые нашли широкое применение в следящих приводах как исполнительные двигатели, как генераторы для питания бортовой ап;1аратуры и аппаратуры связи в системах электроснабжения на летательных аппаратах, судах, а также в наземных условиях и в быту в качестве тяговых и приводных электродвигателей, можно значительно повысить качество электромагнитной совместимости выше перечисленных электрических машин с радиоэлектронной аппаратурой и существенно улучшить качество радиосвязи. Снижение искрения между коллектором -И щетками увеличит срок службы коллекторных электрических машин, так как искрение вызывает подгар и повышенный износ как щеток, так и коллектора электрической машины. Формула изобретения Устройство подавления радиопомех и снижения искрения коллекторных электрических машин, содержащее диэлектрическое кольцо и контактирующий элемент, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции устройства и повышения эффективности снижения уровня радиопомех и искрения между коллектором и щетками, контактирующий элемент выполнен в виде металлического слоя, нанесенного на внешнюю поверхность диэлектрического кольца, которое установлено с торцов коллекторных пластин и прилегаГет к ним своей неметаллизированной поверхностью. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3924148, кл 310-220, 1973. 2.Лютов С. А. и др. Подавление индустриальных радиопомех. М., Связиздат, 1960, с. 18. 3.Патент Японии 49-18124. 4.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2456620/24-07, 01.03.77.

6- 6- 6Ч -

Фие.1