Токосъемное устройство Советский патент 1981 года по МПК H01R39/64 

(54) ТОКОСЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО

I

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрических машинах, в частности электрических машинах со скользящим контактом.

Известны токосъемные устройства электрических машин, содержаш,ие обойму, ш,етки и пружины, необходимые для прижатия-щеток к коллектору 1.

Недостатками данных устройств является изменение величины нажатия на коллектор по мере износа щеток и независимость усилия прижатия щеток от режимов работы электрической машины, что приводит к ухудшению коммутации, повыщенному износу щеток, снижению надежности и срока службы.

Известно также токосъемное устройство, содержащее обойму, в которой размещена щетка, электрически соединенная с электромащиной, и нажимную пружину 2 .

Недостатками данного устройства являются низкая надежность и сокращенный срок службы вследствие того, что имеющийся узел регулируемого нажатия на шетку выполнен по принципу механического трения, кроме того, известное устройство не обеспечивает плавного изменения прижатия щеток по мере их износа и в зависимости от режимов работы электрической мащины, что ухудшает коммутацию, электрические характеристики и увеличивает износ щеток, а следовательно, и значительно снижает надежность устройства.

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено обмоткой, установленной на обойме и соединенной со щеткой и электромашиной, и магнитопроводящей пластиной, закрепленной на пружине и примыкающей к щетке.

На чертеже показано токосъемное устройство, общий вид.

Устройство содержит пружину 1, на конце которой в месте контакта CQ щеткой 2 закреплена магнитопроводящая пластина 3, магнитопроводящую обойму 4, внутри которой размещена щетка 2, а снаружи установлена обмотка 5, электрически соединенная одним выводом со щеткой 2, а другим - с выводом электрической машины 6. Щетка 2 прижата пружиной 1 к коллектору 7. Токосъемное устройстве раёотает следующим образом. При работе электрической машины на холостом ходу щетка 2 прижимается к коллектору 7 пружиной 1, причем усилие нажатия пруж.инь , 1 выбирается из. условия обеспечения нормальной коммутации электрической машины на холостом ходу. При работе электрической машины под нагрузкой по щетке 2 и обмотке 5 протекает ток, создающий электромагнитную силу, которая притягивает магнитопроводящую пластину 3, а она прижимает щетку 2 к коллектору 7. В этом случае на щетку 2 действуют сила пружины 1 и электромагнитная сила обмотки 5, причем электромагнитная сила прямо пропорциональна току нагрузки электрической машины, протекающему через щетку 2 и обмотку 5, а сила пружины 1 не зависит от тока нагрузки. По мере износа щетки 2 сила нажатия пружины 1 уменьшается, а электромагнитная сила обмотки 5 увеличивается, так как магнитопроводящая пластина 3 втягивается в магнитопроводящую обойму 4 и потоки рассеяния уменьшаются. Снабжение токосъемного устройства установленной на магнитопроводящей обойме обмоткой и закрепленной на пружине магнитопроводящей пластиной позволяет повысить надежность работы за счет равномерного нажатия на щетку по мере износа последней, а также за счет равномерного распределения токов между всеми щетками, так как обмотки обладают индуктивностью. Равномерное нажатие на щетку по мере ее износа в процессе эксплуатации электрической машины достигается тем, что суммарное нажатие на щетку от пружины и обмотки остается постоянным независимо от высоты щетки, так как при ее уменьшении сила пружины уменьшается, а электромагнитная сила обмотки увеличивается; увеличить срок службы за счет уменьшения механического износа щеток в режимах, близких к режиму холостого хода, так как в этом случае величина силы кажатия на щетку уменьшается за счет уменьшения электромагнитной силы, нажатия на щетку, а пружина выбрана с таким усилием нажатия на щетку, которое обеспечивает допустимую коммутацию в режиме холостого хода; улучшить электрические характеристики ввиду изменения прижатия щеток в зависимости от режимов работы электрической машины, что ведет к улучшению коммутации, уменьшению потерь мощности в токосъемном устройстве, а следовательно, и к увеличению коэффициента полезного действия электрической машины. Предлагаемое устройство наиболее эффективно используетсяВ конструкциях стартер-генераторов, где требуется в стартерном режиме в 2 - 3 раза большая сила прижатия щеток, чем в генераторном режиме, так как в стартерном режиме ток якоря и ток обмотки, расположенной на магнитопроводящей обойме, в 2 - 3 раза больше, чем в чению электромагнитной силы нажатия на генераторном режиме, что и ведет к увелищетку. Предлагаемое устройство применяется во всех типах электрических машин со скользящим контактом для повышения надежности, срока службы и улучшения электрических характеристик. Формула изобретения 1.Токосъемное устройство, содержащее обойму, в которой размещена щетка, электрически соединенная с электромашиной, нажимную пружину, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности, устройство снабжено обмоткой, установленной на обойме и соединенной со щеткой и электромашиной, и магнитопроводящей пластиной, закрепленной на пружине и примыкающей к щетке. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что обойма выполнена из магнитопроводящего материала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Проектирование электрических мащин. Под ред. П. С. Сергеева. М., «Энергия, 1969. 2.Патент США № 3497741, кл. 310-246, 1970. J 4