Токосъемное устройство

Токосъемное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике . Предпочтительна область применения - униполярные машины большого тока. Цель изобретения - повышение эксплуатационных показателей путем улучшения электрического контакта между электродами и обеспечение удобства замены щеток Устройство содержит ротор 1 с кольцевым электродом 2, статор 3 с электродом 4, волокнистые щетки 5 и 6, электропроводящие волокна каждой из которых закреплены на гибкой основе-в виде лент 7 и 8 соответственно и касаются контактных поверхностей 22 19 11 и 12 электродов. Концы щеток выходят наружу статора через отверстия в нем 13, 14, 15, 16 Каждая щетка одним концом сцеплена со своим протяжно-стопорным механизмом 17 и 18, вращаемым приводом 19. Другие концы щеток намотаны на барабаны 20 и 21, расположенные над поддоном 22 со смазкой. Вариант конструкции токосъемного устройства с двумя волокнистыми щетками на гибкой основе в виде тросов обеспечивает более равномерный электрический контакт между электродами 2 и 4 за счет охвата ротора щетками с двух сторон. При этом отверстия 13 и 14. для вывода концов щетки 5 наружу статора смещены по окружности относительно отверстий 15 и 16 для вывода концов щетки 6. Протяжно-стопорные механизмы встроены в статор и содержат ведущие и ведомые валики, зажимающие щетки. На выходе из статора концы гибких щеток уложены в щеткоттриемники. Более полное использование волокон щеток обеспечивается профилированием контактной поверхности неподвижного электрода 4 вдоль окружности ротора. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. 1 а &ь VI Х| Фиг

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 R 39/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ иаемБЯ г-РЦю, ; ц

16, f6

Аа1 (21) 4414723/24 — 07 (22) 22.04.88 (46) 07.05.91. Бюл. РЬ 17 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Б.A. Базарнов (53) 621,315(088.8) (56) Костенко М.П. и Пиотровский Л,M. Электрические машины. ч.1,"Энергия", 1964, с, 548.

Авторское свидетельство СССР

М 11 36237, кл. Н 01 и 39/64, 1983. (54) ТОКОСЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к электротехнике. Предпочтительная область применения — униполярные машины большого тока.

Цель изобретения — повышение эксплуатационных показателей путем улучшения электрического «онтакта между электродами и обеспечение удобства Ммены щеток.

Устройство содержит ротор 1 с кольцевым электродом 2, статор 3 с электродом 4, волокнистые щетки 5 и 6. электропроводящие волокна каждой из которых закреплены на гибкой основе в аиде лент 7 и 8 соответственно ie касаются контактных поверхностей

„„. Ж„„1647714 А1

11 и 12 электродов, Концы щеток выходят наружу статора через отверстия в нем 13, 14, 15, 16. Каждая щетка одним концом сцеплена со своим протяжно-стопорным механизмом 17 и 18, вращаемым приводом

19. Другие концы щеток намотаны набарабаны 20 и 21, расположенные над поддоном

22 со смазкой. Вариант конструкции токосъемного устройства с двумя волокнистыми щетками на гибкой основе в виде тросов обеспечивает более равномерный электрический контакт между электродами 2 и 4 за счет охвата ротора щетками с двух сторон.

При этом отверстия 13 и 14, для вывода концов щетки 5 наружу статора смещены по окружности относительно отверстий 15 и 16 для вывода концов щетки 6. Протяжно-сто- Я порные механизмы встроены в статор и содержат ведущие и ведомые валики, зажимающие щетки. На выходе из статора концы гибких щеток уложены в щеткоприемники. Более полное использование волокон щеток обеспечивается профилированием контактной поверхности йеподвижного электрода 4 вдоль окружности ротора. 2 з.п.

° ВВВВ ф-лы, 4 ил . ь

1647714

Изобретение относится к области электротехники, в особенности к твердотельным токосъемным устройствам электрических машин. Предпочтительная область применения — униполярные электрические машины большого тока, Цель изобретения — повышение эксплуатационных показателей путем улучшения электрического контакта между электродами и обеспечение удобства замены щеток.

На фиг.1 показано устройство с двумя ленточными щетками и протяжно-стопорными механизмами; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 — устройство с двумя троссовыми щетками, охватывающими ротор с разных сторон, и протяжно-стопорными механизмами, встроенными в статор; на фиг.4— сечение Б-Б на фиг.3.

Устройства имеют ротор 1 с кольцевым электродом 2, статор 3 с электродом 4, щетки 5 и 6, электропроводящие волокна каждой из которых закреплены в поперечном направлении на гибкой основе в виде лент

7 и 8 соответственно или тросов 9 и 10 и касаются контактных поверхностей 11 и 12 электродов, обеспечивая электрический контакт между ними. Статор снабжен отверстиями 13, 14, 15, 16. Каждая щетка расположена в зазоре между контактными поверхностями электропов, имеющих углубления для щеток (фиг,2 и 4), а концы ее выходят наружу статора, проходя через отверстия в нем. В устройство введены протяжно-стопор ные механизмы 17 и 18, сцепленные со щетками. Эти устройства обеспечивают протяжку щеток через контактную зону, если направление их движения противоположно направлению движения вращающегося электрода 2 (фиг.1 и 3, стрелки указывают направление движения и стопорение щеток, предотвращающее их движение в обратную сторону). Если щетки движутся согласно вращению ротора (что возможно при достаточной продольной устойчивости щеток), то механизмы 17 и 18 должны обеспечивать стопорение или торможение щеток. Чтобы не было электрического замыкания между щетками и деталями статора 3, стенки отверстий 13 — 16 и места размещения щеток снаружи статора покрыты электрической изоляцией. Щетки могут иметь на концах сцепные элементы, например, типа петля-крюк для удобства замены сработанных щеток на новые.

На фиг.1 и 2 показано устройство с двумя щетками 5 и 6, каждая из которых имеет гибкую основу в виде ленты 7 и 8. Щетки на выходе из отверстий 14 и 16 соединены с барабанами протяжно-стопорных механизмов 17 и 18, предназначенных для протяжки щеток и намотки их сработанных частей, Барабаны соединены с приводом 19. Вторые концы щеток намотаны на другие барабаны 20 и 21, расположенные нэд поддоном 22, содержащим поверхностноактивную смазку, Гибкие щетки охватывают ротор с одной стороны, обеспечивая электрический контакт между электродами на большей части окружности. Такое их одностроннее расположение позволяет в принципе использовать для двух (или более) щеток вместо отвертий 13 и 15 для входа щеток одно общее отверстие, вместо отверстий 14 и 1б для выхода щеток тоже одно

10 двух барабанов 20 и 21 один барабан

На фиг.З представлено устройство с двумя щетками 5 и б, имеющими гибкую

55 основу в виде тросов 9 и 10. Щетки охвыты-, вают ротор с разных сторон, обеспечивая кольцевой контакт между электродами 2 и 4, При этом отверстия 13 и 14 в статоре для вывода концов одной щетки 5 смещены по окружности относительно отверстий 15 и 16 для вывода концов другой щетки б. Каждая щетка соединена со своим протяжно-стопорным механизмом, встроенным в статор.

Механизмы 17 и 18 имеют ведущие валики, соединенные со своими приводами (на фиг.3 не показаны), и ведомые валики 23 и

24. Один конец каждой щетки зажат между ведущим и ведомым валиками, проходит через соответствующее отверстие 14 или 16 в статоре и лежит в своем щеткоприемнике 25 или 26, Другие концы щеток намотаны на барабаны 20 и 21. Такое распределение выводов щеток по окружности статора повышает удобство замены истертых щеток на новые. При наличии смазки в самих щетках отпадает необходимость в использовании отдельного поддона со смазкой, Более полное использование волокон щеток обеспечивается путем профилирования контактной поверхности неподвижного электрода 4 вдоль окружности ротора. Причем на входе щеток в контактный зазор через отверстия

13 и 15 этот зазор имеет максимальные размеры, а у выходных отверстий 14 и 16— минимальные, В устройстве с таким профилированным электродом 2 повышается ресурс работы щеток.

Возможны иные варианты реализации изобретения, отличающиеся от конструкций, представленных на фиг.1-4. Расположение протяжно-стопорных механизмов 17 и 18, барабанов 20 и 21, поддона 22 и щеткоприемников 25 и 26 в плоскости электродов 2 и 4(как показано на фиг.1 и 3)-не является обязательным. При необходимо15 отверстие, вместо двух протяжно-стопорных механизмов 17 и 18 один механизм и вместо

1647714

10 сти они могут быть смещены от плоскости электродов в осевом направлении, причем гибкие щетки могут проходить через дополнительные ролики, направляющие их вдоль оси. Такая необходимость осевого смещения указанных элементов конструкции может возникнуть в униполярных машинах без ферромагнитопровода, в которых желательно размещение обмоток возбуждения вблизи контактных колец. Для более равномерного износа волокон в контактной зоне протяжно-стопорный механизм может быть снабжен устройством, обеспечивающим поворот щетки вокруг ее продольной оси. Токосьемное устройство может быть реализовано при наличии нескольких контактных колец, а также при наличии одной щетки на каждом кольце.

Дополнительное повышение ресурса работы щеток можно обеспечить путем введения кинематической связи между протяжно-стопорными механизмами и ротором токосьемного устройства. При этом устанавливается соответствие между частотой вращения ротора и скоростью протяжки щеток через контактную зону, Устройство работает следующим образом.

Щетки 5 и 6 расположены в зазоре между электродами 2 и 4. Упругие волокна щеток касаются контактных поверхностей 11 и

12 электродов, обеспечивая электрический контакт между ними при вращающемся и неподвижном роторе 1. Если на электроды

2 и 4 подать напряжение, то между ними через волокна щетки пойдет электрический ток. Одни концы щеток соединены с протяжно-стопорными механизмами 17 и 18. Механизмы, ъращаемые приводами (или одним приводом 19, как это показано на фиг.1), обеспечивают протяжку щеток через контактную зону. Скорость протяжки желательно подобрать такой, чтобы за время пребывания щеток в контактной зоне их волокна истирались до предельно допустимого уровня. Сработанные щетки или наматываются на барабаны протяжно-стопорных механизмов 17 и 18 (фиг.1), или собираются в щеткоприемники 25 и 26. Другие концы щеток разматываются с барабанов 20 и 21 по мере их продвижения через устройство.

В устройстве (фиг.1} волокна .цеток захватывают из поддона 22 смазку, обеспечивающую повышение ресурса ее работы и снижение потерь мощности на трение. После того как барабаны 20 и 21 освободятся полностью от щеток их можно снять и поставить другие барабаны с новыми щетками.

Одни концы этих щеток соединяются перед

55 входом в отверстия 13 и 15 с концами старых щеток. которые продвигаясь, протягивают новые щетки через контактную зону, выводят наружу через отверстия 14 и 16 в статоре и соединяют с протяжно-стопорными механизмами 17 и 18. После этого старые сработанные щетки можно отсоединить от новых и убрать, а новые щетки, продвигаемые вдоль контактных поверхностей электродов, обеспечат дальнейшую работу устройства. Так происходит замена щеток во время работы устройства без его разборки. Предпочтительное направление движения щеток, исключающее их смятие в контактном зазоре, показано стрелками на фиг.1 и 3 (движение щеток противоположное движению ротора). Однако при достаточной продольной устойчивости гибкой основы щеток возможно согласное движение ротора и щеток. В этом случае протяжно-стопорные механизмы берут на себя функции тормозов.

Замена щеток в предлагаемом устройстве осуществляется без какой-либо его разборки путем подсоединения новой щетки к концу сработанной и протяжки ее через контактный зазор до зацепления с щеткопротяжным механизмом. Эту операцию можно выполнять без остановки ротора, поэтому замена щеток не лимитирует длительность безостановочной работы предлагаемого устройства.

Формула изобретения

1. Токосьемное устройство, содержащее ротор с кольцевым электродом, статор с электродом, гибкие щетки, осуществляющие электрический контакт между электродами, протяжно-стопорный механизм, установленный на статоре, соединенный со щетками, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эксплуатационных показателей путем улучшения электрического контакта между электродами и обеспечения удобства замены щеток, электродстатора выполнен в виде кольца, охватывающего с зазором кольцевой электрод ротора, на гибкой щетке закреплены в поперечном направлении электроп роводящие волокна, щетка размещена в зазоре между электродами, а ее волокна касаются контактных поверхностей электродов, в статоре выполнены сквозные отверстия, оба конца каждой гибкой щетки выведены через отверстия наружу статора и соединены с протяжностопорным механизмом.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что отверстия в статоре для вывода концов хотя бы одной щетки смещены по окружности относительно отверстий для вывода концов других щеток.

1647714

A-А

Are.2

12 У

Составитель Ю.Николаев

Редактор H.Cóõàíîâà Техред М.Моргентал Корректор И. Муска

Заказ 1650 Тираж 329 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москве, Ж-35, Раувская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что зазор между электродами ротора и статора сужается от входного отверстия для щетки к выходному.