Торцовый коллектор электрической машины Советский патент 1982 года по МПК H01R39/04 

(54) ТОРЦОВЫЙ КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

1

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к коллекторам электрических машин, выполненным из углеродных материалов.

Известны коллекторы электрических машин, выполненные в виде многослойного 5 пакета из волокнистых (тканых) углеродных и изоляционных материалов, пропитанных полимерным связуюш.им, полученные путем их одновременного прессования 1.

Эти коллекторы обладают достаточно Q высокой механической прочностью и пластичностью, однако технология их изготовления довольно сложна, а, кроме того, их применение ограничивается машинами низкого напряжения (12-36В).

Известен коллектор, содержаш,ий ламели. 15 из углеродного волокнистого материала, выполненные в виде пакетов эксиально расположенных пластин и закрепленные на корпусе, выполненном в виде пакета эксиально расположенных изоляционных дис- jo ков 2.

Однако низкая механическая прочность в месте соединения пакетов углеродных пластин с корпусом может привести к разрушению коллектора при аксиальных механических нагрузках.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является торцовый коллектор, включающий в себя корпус с установленными на нем ламелями из углеродного волокнистого материала 3.

Применение такого коллектора позволяет устранить недостатки, присущие рассмотренным коллекторам, однако использование данной конструкции в качестве торцового коллектора приводит к неравномерному износу по дорожке скольжения, так как в процессе его изготовления невозможно добиться строго идеального расположения пластин из углеродного волокнистого материала в плоскостях, перпендикулярных оси вращения коллектора (якоря). В результате на торце коллектора образуются участки, на которых на поверхность выходит непосредственно углеродная ткань, и участки, где на поверзсность выходит полимерное связующее. Это вызывает не только неравномерный фрикционный износ, но и электроэрозионный износ, так как участки полимерного связующего нарушают электрический контакт с отдельными ламелями. что

приводит к растройству коммутации. Неравномерный фрикционный и электроэрозионный износ в значительной степени ухудшает механику коллекторно-щеточного узла, что в свою очередБ ведет к потере работоспособности электрической машины в целом. Кроме того, в данном случае возрастают электрические потери в ламелях, так как токопрохождение здесь осуществляется поперек слоев углеродной ткани, изолированных друг от друга полимерным связующим,

Целью изобретения является повышение надежности, увеличение срока службы электрической мащины и уменьшение электрических потерь в ламелях торцового коллектора из углеродных волокнистых материалов.

Эта цель достигается тем, что ламели коллектора выполнены в виде пакета из слоев углеродной ткани, образующих цилиндрические поверхности относительно оси вращения коллектора и закреплены на корпусе, выполненного в виде полого цилиндра, намотанного из изоляционной ткани. Токопровод . осуществляется посредством металлических стержней, пронизывающих ламели или установленных в пазах, а также путем пайки выводов секции к предварительно металлизированным петушковым частям ламелей. В данной конструкции все слои углеродной ткани выходят на рабочую поверхность и образуют однородную , структуру, обеспечивающую равномерный износ на дорожке скольжения. Полимерное связующее не образует обширных непроводящих участков на рабочей поверхности, что обеспечивает устойчивый электрический контакт щетки с коллекторными пластинами. Следовательно, устраняются основные причины, приводящие к катастрофическому износу и выходу из строя коллекторно-щеточного узла. Протекание тока осуществляется по параллельно соединенным слоям углеродной ткани, поэтому электрические потери в ламелях невелики и определяются электрическими свойствами применяемого углеродного материала. На фиг. 1 изображен предлагаемый коллектор, общий-вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1. Слои углеродной ткани 1, пропитанной полимерным связующим, образуют токоведущие ламели коллектора. В качестве углеродной ткани может быть применена ткань марок ТМП-3 или ТМП-4, УТМ-8. Изоляционная ткань, намотанная в рулон. образует после прессования и полимеризации связующего корпус 2 коллектора. В данной конструкции может быть использована кремнеземная ткань марки ТС-8, пропитанная полимерным связующим. Количество слоев углеродной ткани 1 и число витков изоляционной ткани, идущей на изготовление корпуса 2, определяется размерами коллектора и толщиной конкретной марки ткани.

Аксиальные пазы 3 разделяют полый цилиндр из углеродной ткани на отдельные ламели. Причем глубина указанных пазов должна быть не менее радиального размера ламелей.

Данная конструкция торцового коллектора позволяет в полной мере использовать преимущества коллекторов из углеродных материалов: стабильность скользящего контакта, малую подверженность влиянию окружающей среды и т. д. Кроме того, исключается неравномерный износ рабочей поверхности коллектора, вызывающий потерю работоспособности как самого коллекторнощеточного узла, так и всей электрической машины, и снижаются электрические потери по телу ламелей. В результате повыщается надежность и долговечность электрической машины. Формула изобретения Торцовый коллектор электрической мащины, включающий корпус с установленными на нем ламелями из углеродного волокнистого материала, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности, увеличения срока службы электрической машины и уменьщения электрических потерь, указанные ламели выполнены в виде пакета из слоев углеродной ткани, образующих цилиндрические поверхности относительно оси вращения коллектора и электрически соединенных стокопроводом со стороны, противоположной контактной поверхности, а корпус выполнен в виде полого цилиндра, намотанного из изоляционной ткани. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 557449, кл. Н 01 R 39/04, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 674133, кл. Н 01 R 39/04, 1979. 3.Авторское свидетельство СССР № 796966, кл. Н 01 R 39/04, 1981.

кДХХАХ X

ТЧААХХ

ХХХХУ

УХХХУУ

XW;

ЧЧЧЧ;

lhl.f

Фиг.г