Как известно, всякая коллекторная щетка, перекрывая соседние коллекторные пластинки, имеющие различные потенциалы, пропускает через себя так называемые „токи короткого замыкания, являющиеся главной причиной искрообразования.
С этими явлениями приходится особенно считаться в коллекторных мащинах переменного тока, где имеет место значительная разность потенциалов между соседними коллекторными пластинками, перекрываемыми щеткой.
Цель настоящего предложения заключается в сведении к нулю или по крайней мере к значительному уменьщению указанных токов короткого замыкания.
В предлагаемой системе щетка делается составной из ряда изолированных друг от друга пластинок, параллельных длине коллекторных Пластинок и имеющих толщину меньшую, чем толщина изоляции между последними (коллекторными пластинками), а потому никогда не перекрывающих двух коллекторных пластин одновременно.
Фиг. 1 схематически изображает в развернутом виде предлагаемую щетку в разрезе плоскостью перпендикулярной
к оси коллектора, где Р обозначает коллекторные пластинки, У-изоляцию между ними, цифрами 1,2..7 обозначены пластинчатые элементы, щетки Щ (элементарные щетки). От каждой пластины щетки идет изолированный проводник а, а.,,
Проводники а, а... могут соединяться в один проводник на некотором расстоянии от поверхности коллектора (например, у станционных щин) или могут быть изолированы друг от друга на всем протяжении сети до соответственных элементарных щеток, принадлежащих к другой фазе или находящихся у другого полюса коллектора.
Примерная схема соединения предлагаемых щеток для мащин постоянного тока показана на фиг. 2, где К-коллектор, ZZ/i и Щ - предлагаемые щетки, лежащие у различных полюсов коллектора. Отдельные элементы щетки изолированы друг от друга на всем протяжении внещней сети мащины. Однако, в больщинстве случаев, такой метод соединения является на практике не пригодным. Приходится ограничиться протяжением изолированных друг от др}гга систем до какого-либо пункта, напуимер, до сборных станционных шин, соединяя в дальнейшем все элементарные проводники воедино.
На фиг. 3 показана схема расположения предлагаемых щеток в трехфазной коллекторной машине, присоединенной к сети через трансформатор 7j и Т, где TI связан с коллекторной машиной, а Г2 с сетью.
Такая схема подходит в равной мере как к обычному трехфазному коллекторному двигателю, так и к коллекторному генератору предлагаемой системы, а также такая система может быть применена и для случая не трех, а многофазной или однофазной коллекторной машины.
Из принципа, положенного в основание предлагаемых щеток, ясно, что отдельные элементы, относящиеся к различным щеткам, должны быть расположены в одинаковом порядке (считая по окружности коллектора) во всех щетках. Точно также ясно, что все щетки должны быть так расположены относительно коллекторных пластин, чтобы включение (переход с изоляции между коллекторными пластинками на коллекторную пластинку) и выключение (переход с коллекторной пластинки на изоляцию) каждой щетки, принадлежащей к одной и той же системе, прозводилось во всех щетках одновременно.
При выключении какой-либо щетки происходит неизбежный разряд, исчезающий в ней вместе с током электромагнитной энергии, который, вообще говоря, выражается главным образом в искре.
Чтобы свести эту энергию к минимуму, все параллельно работающие элементарные системы щеток возможно теснее связываются между собою магнитно, т.-е. по возможности идут всюду друг с другом рядом. Тогда подавляющая часть электромагнитной энергии прерываемого тока в элементарной системе, при ее
выключении, переходит в связанные с нею магнитно другие не разорванные элементарные системы.
Отсутствие, гальванической связи между элементарными системами вне ротора машины не исключает, однако, возможности образования межд} ними через посредство частей обмоток ротора машины, гальванически замкнутых контуров, по которым могут проходить „токи короткого замыкания, т.-е. такие токи, которые имеют весьма малое индукционное сопротивление вне пределов ротора машины.
По теоретическим исследованиям автор приходит к заключению, что при предлагаемой системе щеток токи короткого замыкания хоть и будут существовать, но они будут не велики, потому что омическое сопротивление, которое им приходится преодолевать, будет очень велико по сравнению с тем, которое имело бы место при обычных сплошных щетках. Вызванное этими добавочными „токами короткого замыкания превышение максимальной плотности тока под элементарными щетками (равно как и в относящихся к ним элементарных системах) будет еще меньше вследствие того, что фазный угол между этим током короткого замыкания и рабочим током близок 90°.
ПРЕДМЕТ ПАТЕНТА.
1.Щетки для коллекторных машин, характеризующиеся тем, что они состоят иа ряда изолированных друг от друга отдельных щеточек, толщиною меньщею толщины изоляции между коллекторными пластинками.
2.Применение щеток, охарактеризованных в п. 1, отличающееся тем, что все отдельные щеточки соединяются с кабелем, имеющим столько отдельных изолированных жил, сколько имеется изолированных отдельных щеточек.
