Щеточный аппарат электрической машины

Щеточный аппарат электрической машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электромашиностроению в части создания щеточ - ных аппаратов электрических ма1лин, работающих при высоких скоростях вращения . Целью изобретения является улучшение условий токосъема путем повышения устойчивости контакта в результате ослабления тангенциальных колебаний щетки относительно коллектора, 10 /, Для этого в щеточном аппарате, имеющем прямоугольную щетку 2, контактирующую с коллектором 1 и охваченную по лицевым и верхней граням П-образной пружиной 3 с двумя спиралями 4 и 5 на концах. П-образную скобу 7, расположенную поверх пружины, основанием жестко соединенную со щеткодержателем 10 и снабженную плечами 8 и 9Р оказывающими давление на спирали пружины, плечи расположены под острым углом к стойкам скобы и направлены к коллектору , спирали установлены в клиновидном пространстве между щеткой и соответствующими плечами скобы, а угол наклона плеч к стойкам скобы опредет лен из условия превышения его синусом значе}шя коэффициента трения между спиралью и плечом,а его котангенсом удвоенного значения отношения силы инерции щетки к силе нажатия седла пружины на щетку, 2 ил. i Ф Ј до ОЭ to

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИН (51)5 H 01 Р. 39/46

51, 6ФИ ;Q, Ц |!.. |:-.4; ..«.".":й.! !

" tr! g ) f - .м !. !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (2i) 4661682/07 (22) 27.01.89 (46) 07.01.91. Бюл. № 1 (72) |О. А. Степанов и M. Ф. Хлыстов (53) 621.3.047(088.8) (56) Глускин А. Я. и др. "Щеткодержатели зарубежного производства", часть II N. 1970, Информэлектро, рис. 5 и 7.

Патент США № 4551646, кл. Н 02 К 13/00, 1983 г. — прототип. (54) ЩЕТОЧНЪ|Й АППАРАТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электромашиностроению в части создания щеточ— ных аппаратов электрических машин, работакнцих при высоких скоростях вращения. Целью изобретения является улучшение условий токосъема путем по— вышения устойчивости контакта в результате ослабления тангенциальных колебаний щетки относительно коллектора, !

„„80„„1619362 А 1

Дчя этого в щеточном аппарате, имеющем прямоугольную щетку 2, контактирующую с коллектором f и охваченную по лицевым и верхней граням П-образной пружиной 3 с двумя спиралями 4 и

5 на концах. П-образную скобу 7, расположенную поверх пружины, основанием жестко соединенчую со щеткодержателем

10 и снабженную плечами 8 и 9, оказывающими давление на спирали пружины, плечи расположены под острым углом к стойкам скобы и направлены к коллектору, спирали установлены в клиновидном пространстве между щеткой и соответствующими плечами скобы, а угол наклона плеч к стойкам скобы опреде лен из условия превышения его синусом значе п я коэффициента трения между спиралью и плечом,а его котангенсом— удвоенного значения отношения силы инерции щетки к силе нажатия седла. пружины на щетку. 2 ил.

1619362

Изобретение отнс -ится к эпектромашипостроению, B ас".. ности к созданию щеточных аппаратов электрических машин, работающих при высоких скоростях вращения, Цель изобретения — улучшение условий токосьема за счет повышения устойчивости контакта путем ослабления тангенциальных колебаний щетки относительно коллектора.

На фиг. 1 показан щеточный аппарат, разрез; на фиг. 2 — то же, в зоне расположения спирали пружины со схемой действующих на щетку спирали пружины сил.

Щеточный аппарат содержит прямоугольную контактирующую с коллектором 1 щетку 2, рулонную П-образную пружину 3 с двумя спиралями 4 и 5 на

20 концах, расположенных относительно щетки с наружной стороны П-образной -:асти пружины, которая своими двумя стэронами охватывает щетку 2 по лицевым граням, а своим седлом 6 опирает -25 ся на верхнюю грань щетки 2, П-образную стальную скобу 7 с прикрепленными к концам ее стоек под острым углом с наружной стороны плечами 8 и 9, направленными от стоек скобы 7 в старо- 30 ну коллектора 1, причем скоба 7 расположена поверх рулонной пру ю ны 3, своим основанием жестко соединена со щеткодержателем 10, а плечами 8 и 9 оказывает давление на спирали 4 и 5 пружины 3. Спирали 4 и 5, расположенные в клиновидном пространстве между щеткой 2 и плечами 8 и 9 скобы 7, препятствуют колебаниям щетки 2 в тангенциальном направлении. 40

На фиг. 2 приведена схема расположения действующих на щетку 2 и спирали 4 и 5 прулмны 3 сил, используемых для определения угла наклона плеч 8

H 9 к стойкам скобы 7, при кОтОрОм 45 устраняются колебания щетки 2 относительно стоек 8 и 9 скобы 7 и ослабли ются колебания щетки 2 относительно коллектора 1 в тангенциальном направлении,где приняты обозначения:

Q — сила нажатия седла 6 пружины 3 йа щетку 2;

N — сила реакции на спираль 5 пружины 3 со стороны плеча 9;

N — тангенциальная составля1 ющая силы N

11, — радиальная составляющая У

N =ч1 Х - сила трения мехду спиралью тр тр

5 и плечом 9;

Р коэффициент трения межr; спиралью 5 и плечом 9;

ma — сила инерции щетки 2; а — линейное ускорение колебаний щетки 2;

m — масса щетки 2.

Для устранения смещения щетки относительно стоек скобы при колебаниях необходимо, чтобы сила Ng была больше или равна силе инерции ma, т.е, N ша.

Так как Ng = Nã ctgQ, a Nã = Q/2, то из выражения (1) получают условие, при котором отсутствуют колебания щетки относительно стоек скобы и тем самым уменьшаются колебания ее относительно коллектора в тангенциальном направлении

ctg g 2 ma/Q или (2) re «(arcctg (2 ma/Q), Так как уменьшение угла 4 приводит к увеличению силы трения и в предельном случае к заклиниванию щетки, то условие нормальной работы щетки (отсутствие заклинивания) можно записать в виде (3) р,N с Q/2.

Так как сила N = Q/2 sing, то из выражения (3) получают

sinai P или (4) К ) агсз1п р !

В общем виде условие для определения угла g можно записать

atcctg (2 ma/Q) g y atcsin Мт, (5) При работе устройства взаимодействуют все указанйые силы и при выполнении условия (5) амплитуда колебаний щетки 2 относительно стоек скобы 7 щеткодержателя 10 ранна нулю, т,е. при где m— а—

5 161936 достаточной жесткости спиралей 4 и 5 можно принять, что щетка жестко связана с плечами 8 и 9 в тангенциальном направлении и ее ускорение и равно yc- > корению колебания стоек и щеткодержателя в целом, Применение из-.бретения позволяет улучшить условия тэкосъема за счет повышения устойчивости контактирования щетки с коллектором по сравнению с известным устройством, в котором спираль не ок".ç.ûâàåò влияния на колебания щетки в тангенциальном направлении, и сила инерции щетки уравновешивается лишь силой трения ее о коллектор. В предлагаемом устройстве уменьшен износ щеток, особенно при высоких частотах вращения, и увеличен ее ресурс. Изобретение целесообразно ис- 20 пользовать в высокооборотных электрических машинах.

Формула из обретения

Щеточный аппарат электрической машины, содержащий прямоугольную контактирующую с коллектором щетку, рулонную П-образную пружину с двумя спиралями на концах, расположенными относи - )g тельно щетки с наружной стороны Побразной части пружины, которая своими двумя сторонами охватывает щетку

2 6 по лицевым граням, а своим седлом опирается на верхHNiO грань щетки, П-образную скобу с прикрепленными на концах ее стоек с наружной стороны плечами, причем скоба расположена поверх рулонной пружины, своим основанием жестко соединена со щеткодержателем, а плечами оказывает давление на спирали пружины, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения условий токосъема за счет повышения устойчивости контакта пу" тем ослабления тангенциальных колебаний щетки относительно коллектора, плечи расположены под острым углом к стойкам скобы и направлены от них в сторону к коллектору, а спирали пружины установлены в клиновидном пространстве между щеткой и плечами скобы, при этом угол 2 наклона плеч к стойкам скобы определен из условия

arcctg (2 ша/ ) > К) arcsin Jt!ò 7 масса щетки; линейное ускорение колебаHHA щетки; сила нажатия седла пружины на щетку; коэффициент трения между спиралью пружины и плечом