Коллектор электрической машины Советский патент 1982 года по МПК H01R39/04 

(54) КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

1

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в электрических машинах постоянного тока.

Известен цилиндрический коллектор электрической машины постоянного тока, состоящий из токопроводящих и изолируюш,их пластин, у которого изолируюш.ие пластины выполнены по высоте на одном уровне с контактной поверхностью проводяш,их пластин коллектора. Изолируюш,ие пластины выполнены из материала имеюш,его нелинейное сопротивление, вследствие чего уменьшается искрообразование между шеткой и проводяшей пластиной коллектора 1.

Недостатком данного коллектора является то, что данная конструкция может эффективно использоваться в электрических машинах только малой мошности, так как пропускная способность нелинейных сопротивлений по току невелика. Кроме того, современные нелинейные материалы имеют твердость, превышающую твердость меди коллекторных пластин. При эксплуатации коллектора изолируюп ие прокладки изнашиваются медленнее контактных медных пластин, нарушая, тем самым, работу щеточно-коллекторного контакта.

Известна также конструкция коллектора, где изоляция между токоведущими пластинами выполнена из материала с высокой диэлектрической проницаемостью, например сегнетоэлектрика на основе титаната бария. Значительное увеличение емкости между соседними коллекторными пластинами улучшает коммутацию электрической машины постоянного тока 2.

Недостаток конструкции также заклю10чается в том, что такая изоляция изнашивается значительно медленнее, чем медные пластины, что нарушает работу щеточно-коллекторного контакта.

Наиболее близок к предлагаемому коллектор электрической машины, содержащий токопроводяшие пластины и изоляционные прокладки, между ними, причем, последние являются составными по высоте, верхняя часть прокладки установлена на одном уровне с контактной поверхностью токопроводящих пластин и состоит из дугогасящего материала, например, фибры. При работе коллектора дугогасящие прокладки воздействуют на искровой разряд, выделяя инертный газ, что уменьшает искрение 3. Однако дугостойкий материал не препятствует возникновению искры, а только уменьшает время горения дуги. Цель изобретения - повышение электрической прочности коллектора с одновременным повышением надежности работы щеточно-коллекторного контакта. Поставленная цель достигается тем, что в коллекторе электрической машины, содержаш,ем токопроводяш,ие пластины и изоляционные прокладки между ними, причем последние являются составными по высоте и верхняя часть прокладки установлена на одном уровне с контактной поверхностью токопроводящих пластин, верхняя часть прокладки выполнена из композиционной смеси термореактивной синтетической смолы и сегнетоэлектрика на основе титаната бария. На фиг. 1 представлена конструкция коллектора, разрез; на фиг. 2 - распределение электрического поля в межламельном промежутке. Коллектор содержит токопроводящие медные пластины 1 и изоляционные прокладки между ними. Прокладки являются составными по высоте и верхняя часть прокладки установлена на одном уровне с контактной поверхностью токопроводящих пластин 1. Верхняя часть прокладки выполнена из композиционной смеси: зерен сегнетоэлектрика на основе титаната бария 2 и термореактивной синтетической смолы 3. Нижняя часть прокладки содержит миканитовые прокладки 4. Зерна 2 титаната бария, размолотые до размера 10-15 мкм, находятся в количестве 5-30 об.% в межламельном промежутке, заполненном связующей термореактивной смолой 3. Количество зерен 2 титаната бария на ходится в обратно пропорциональной зависимости от напряжения питания электрической машины. Меньшим напряжениям соответствует большее количество (в указанных пределах) зерен титаната бария. Термореактивная синтетическая смола 3 изнашивается быстрее, чем медные токопроводящие пластины 1, и зерна 2 титаната бария выкрашиваются по мере износа смолы 3, не нарушая работу щеточно-коллекторного контакта. Так как титанат бария обладает высокой диэлектрической проницаемостью, то в межламельном промежутке коллектора распределение электрического поля изменяется (фиг. 2) и возрастает электрическая прочность межламельного промежутка. На фиг. 2 видно, что напряженность электрического поля в межламельном промежутке в зоне рабочей поверхности коллектора при наличии зерен 2 титаната бария при переходе через область А меняет свой знак на Rpoтивoпoлoжный. Ej и Е - средние значения напряженности в рассматриваемой области - всегда направлены встречно друг к другу. Такой промежуток обладает значительно более высокой электрической прочностью. Выполнение изоляционной прокладки на одном уровне с контактной поверхностью коллектора увеличивает электрическую прочность межламельного промежутка именно в области наиболее вероятного электрического пробоя. Формула изобретения Коллектор электрической машины, содержащий токопроводящие пластины и изоляционные прокладки между ними, причем последние являются составными по высоте и верхняя часть прокладки установлена на одном уровне с контактной поверхностью токопроводящих пластин, отличающийся тем, что, с целью повышения электрической прочности коллектора с одновременным повышением надежности работы щеточно-коллекторного контакта, верхняя часть прокладки выполнена из композиционной смеси термореактивной синтетической смолы и сегнетоэлектрика на основе титаната бария Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Франции № 2212984, кл. Н 01 R 39/00, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 89965, кл. Н 01 R 39/06, 1950. 3.Авторское свидетельство СССР № 377931, кл. Н 01 R 39/04, 1971 (прототип) .

Фи.2