Токосъемное устройство

Токосъемное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

„„яК„1023470

ИЯ) Н 01 39 12 Н 01 Р 39/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Пб )ф ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГИЙ

ОЙИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ; ". ;: „ :

К АВТОРСКОМУ. СЗИДЕТЕЛЬСТВУ

»,ф - ... » .: . -»»»(21) 2509638/24-07 (22) 22. 07.77 (46) 15.06.83. Бюл. 9 22 (72) A.A.×åðíîâ, A.Ã.Ýéáøèö, В.И.Куэнецов и Н.И.Андреев (53) 621.313 ° 047.69 (088.8) (56) 1. Аврух В.Ю. и др. устройство и эксплуатация щеточных узлов современных турбогенераторов и турбовоэбуднтелей. М., "Энергйя", 1974, с.4-20, 38-57.

2. Авторское свидетельство СССР

9 104205, кл. Н 01 к 39/12, 1955 (прототйп). (54) (S7} T0KOCbENHOE уС ройС18О для передачи электроэнергии от неподвижных на вращающиеся элементы электрических машин, содержащее токопередавщие подшипники качения, расположенные на валу ротора, и элементы токоподвода к внутренним и наружным обоймам подшипников, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения воэможности передачи больших штоков и повышения надежности, токопередающие подшипники выполнены в виде радиальноупорных подшипников качения, размещены в герметичном корпусе, который заполнен диэлектрической жидкостью

- с хорошей .смаэывающей способностью, например трансФорматорным маслом, при- чем внутренние вращающиеся обоймы подшипников подпружинены в аксиальном направлении пружиной, которая насажена на вал ротора.

1023470

Изобретение относится к электро ,,машиностроению и предназначено для иснользоваиня в крупных электрических машинах, где требуется передача больших токов (до нескольких тысяч ампер) в обмотку возбуждения ротора.

Известны токосъемные устройства крупных электрических машин, предназначенные для передачи больших токов в цепь обмотки возбуждения, сос тоящие из контактных колец, щеток и to щеткодержателей 1 .

Однако эти устройства с контактом скольжения не обладают высокой надежностью, имеют большие габариты при больших токах и требуют постоян-i 15 ного обслуживания при работе. Кроме того, они не могут быть применены с достаточной степенью надежности в маслозаполненных электрических машинах.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее токосъешные подшипники качения, расположенные на валу ротора и заполненные графитированной смазкой, искусственно подо-.25 греваемой до 60-70 (: электронагревателями, которые установлены на неподвижных обоймах подшипников и постоянно прижимаются к ним пружинами., Устройство содержит также. элементы 30 токоподвода к внутренним и наружным обоймам подшипников (2 °

Известное устройство предназначено для передачи малых токов и обеспечения постоянства переходного сопро- 35 тивления. Оно допускает плотности тока до О, 5 A/ñì1 и не может быть применено для передачи больших токов в крупных электрических машинах, так как в этом случае происхо- 40 дит выгорание углеграфитной смазки и возникает электрохимнческая эрозия и разрушение контактных поверхностей.

Целью изобретения является обес- 45 печение передачи больших токов (порядка сотен н тысяч ампер) и повышение надежности устройства.

Указанная цель достйгается тем,,что токопередающие подшипники вы- 5g полнены в виде радиально-упорных под, шипников качения и размещены в гер метичном корпусе, заполненном диэлектрической жидкостью с хорошей смазывающей способйостью, например транс- 55 форматорным маслом, причем внутренние вращающиеся обоймы подшипников подпружинены в аксиальном направлении пружиной насаженной на вал ро ) тора.

При этом создается такое усилие, что при вращении между шариками наружной и внутренней обойм создается масляная пленка толщиной 5-10 А на уровне молекулярного слоя, что позволяет обеспечить передачу больших 65 токов без разрушения контактных поверхностей.

На чертеже изображено предлагаемое токосъемное устройство.

Устройство состоит из герметичного корпуса 1, заполненного масляной диэлектрической жидкостью, например трансформаторным маслом, в котором размещены одна или несколько пар радиально упорных подшипников 2 качения, установленных подобно контактным кольцам на валу 3 ротора на изоляционной втулке 4 со шпонкой 5 н промежуточном кольце 6. Внешние обоймы подшипников 2 разделены электроизолирующим кольцом 7, а внутренние обоймы посредством центральной пружины 8 через направляющие тарелки 9 и прокладки 10 и 11 сжаты гайкой 12. Элементы токоввода 13 от внешнего источника электропитания присоединены посредством наружного кольца 14 к наружным обоймам подшипников 2.Токопроводы 15 обмотки возбуждения машины, расположенные во внутренней полости вала 3 ротора, соединены через промежуточное кольцо б с внутренними обоймами подшипников 2.

Работа токосъемного устройства осуществляется следующим образом.

При подаче электропитания на токовводы 13 от внешнего источника создается электрическая цепы минус токо,ввода 13 - наружное кольцо 14 — внешняя обойма подшипника 2 каченияЬюлекулярный слой масляной диэлектрической жидкости (трансформаторное масло) между внешней обоймой подшипника и телом качения — тело подшипника 2 качения — промежуточное кольцо б - токонровод 15 цепи обмотки возбуждения — промежуточное кольцо 6 второго подшипника — внутренняя обмотка, обойма второго подшипника 2 молекулярный слой масляной диэлектрической жидкости между телом качения и внутренней обоймой подшипника; тело качения второго подшипника молекулярный слой масляной диэлектрической жидкости между телом вращения и внешней обоймой подшипника 2 качения — наружное кольцо 14 второго подшипника - плюс токоввода 13.

При вращении вала 3 ротора электрической машины вместе с ним приходят во вращение внутренние обоймы подшипников 2 и тела качения, создавая тем самым подвижный электрический контакт между внутренними и внешними обоймами подшипников. Наружные обоймы подшипников удерживаются от вращения стопором 1б. Поджатием центральной пружины 8 с помощью гайки 12 через направляющие тарелки 9 между обоймами подшипников и телами вращения создается усилие; уменьшающее толщину масляной пленки до уровня молекулярного слоя. Как показали экс1023470

Составитель В.Попова

Техред Л. Пекарь Корректор В. Бутяга

Редактор М.Петрова

4227/41 Тираж 590 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 периментальные исследования, нажатие> должно быть не менее 40% допустимой статической нагрузки подшипников.

В этом случае обеспечивается толщина масляной пленки 5-10 A.

В прототипе цепь тока между обрй- 5 мами подшипников и телами вращения осуществляется через слой графитиро; ванной смазки, которой заполнены подшипники. Токосъемные устройства подобного типа обеспечивают стабиль« 1О ность переходного контактнсжо сопротивления в слаботочных системах.

B предлагаемом токосъемиом устройстве цепь тока между обоймами подшипников и телами вращения осуществля ется через молекулярный слой масляной пленки, Такие условия позволяют влек ранами не преодолевать потенциальный барьер, не совершать значительной работы выходов, а проходить сквозь молекулярный слой как по тун- 2О нелю, перемещаясь от атома к атому.

Это явление, названное туннельным эффектом, приводит к .сохранению электронами .собственной энергии при переходе через запрещенную зону и позволяет обеспечитъ плотность тока у контактных точках порядка 200 A/ìè.

Размещение токосъемного устройства в герметичном корпусе, полностью заполненном диэлектрической жидкостью с хорсшей смазывающей способностью, например трансформаторньм маслом, создает условия для предотвращения разрыва масляной пленки в контактных точках при протекании боль- ших токов и, кроме т то, .обеспечивает хороший теплоотвод от контактных поверхностей.

Все это позволяет получить положительный эффект, который заключается в возможности передачи больших токов в цепь обмотки возбуждения электрической машины и существенном увеличении надежности работы токосъемного устройства при длительной эксплуатации его без обслуживания.