Устройство подавления радиопомех и снижения искрения коллекторных электрических машин

Устройство подавления радиопомех и снижения искрения коллекторных электрических машин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (" 746790

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.03.78 (21) 2590352/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Н 01 R 39/04

Н 02 К 13/14

Гоеударстееннмй комитет

СССР но делам нэебретеннй н еткрмтнй

Опубликовано 07.07.80. Бюллетень №25

Дата опубликования описания 17.07.80 (53) УДК 621.313.

047 2 (088 8) (72) Авторы изобретения

А. Н. Селяев, P Ф. Бекишев, Б. П. Романов, Ю. И. Алексеев (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ПОДАВЛЕНИЯ РАДИОПОМЕХ И СНИЖЕНИЯ

ИСКРЕНИЯ КОЛЛЕКТОРНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при производстве коллекторных электрических машин для подавления радиопомех и снижения искрения, Известны различные устройства подавления радиопомех и снижения искрения, возникающего между коллектором и щетками электрических машин, согласно которым подавление радиопомех и снижение искрения осуществляется за счет использования полупроводникового слоя металлокерамики, с помощью которого замыкаются перенапряжения, возникающие между коллекторными пластинами (1).

Основными недостатками данного уст. ройства являются слабая эффективность подавления напряжений радиопомех при работе скользящего контакта по коллектору и повышение токов утечки между коллекторными пластинами из-за замыканий перенапряжений; возникающих между ними.

Известны также устройства подавления радиопомех коллекторных электрических машин, использующие емкостные и индуктивно-емкостные фильтры, электрически связанные с коллектором через щетки электрических машин (2).

Основными недостатками данных устройств являются низкая эффективность подавления радиопомех в диапазоне от 20 до 300 МГц вследствие возникающих паразитных емкостей связи между монтажными проводами фильтра и возрастания собственной индуктивности конденсаторов и собственной емкости катушек индуктивностей на частотах выше 20 МГц, препятствую10 щих замыканию высокочастотных напряже, . ний радиопомех на землю, а также невозможность устранения искрения между коллектором и щетками Известно устройство подавления радиопомех коллекторных электрических машин, в котором происходит подавление сигналов радиопомех, возникающих в результате коммутационных процессов на коллекторе микродвигателя постоянного тока. В нем используется двухкорпусное исполнение электри20 ческой машины с заполнением межкорпусного пространства диэлектриком, образующим эквивалентную конденсаторную схему замещения, Параллельно цепи эквивалент746790

1S

SS ный конденсатор-коллектор якоря подключают вспомогательную цепь резистор с шунтирующим конденсатором и последовательный конденсатор (3).

Однако это устройство неэффективно

"уменьшает уровень искрения между коллек"-тором и щетками, от чего значительно за виСит" уровень радиопомех коллекторных электрических машин, а также слабо влияет на подавление радиопомех, образующихся как при работе скользящего контакта rio коллектору, так и из-за наличия колебания основного магнитного потока в воздушном

" зазоре вследствие неравномерности воздушного зазора электрической машины. Также к недостаткам устройства можно отиеСти

" "cJIoiRHocTb- изготовления двухкорпусного исполнения электрической машины.

Известно устройство подавления радио йомех и снижения исКрения коллекторных электрических машин, содержащее диэлектрическое кольцо и контактирующий элемент (4).

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение эффективности снижения уровня радиопомех и искрения между коллектором и щет= ками; что повышает качество и надежность " "коллекторных электрических машин.

Для этого контактирующий элемент вы полнен в виде металлического слоя, найесеййого на внешнюю поверхность диэлектрического кольца, которое установлено с

"тбрцов коллекторных пластин и прилегает к ним своей неметаллизированной поверхностью.

Уменьшение искрения достигнуто при по""" мощи шунтирования дуговых разрядов под сбегающим краем- щетки емкостями конденсаторов одновременно коммутируемых коллекторных пластин, обкладками которйх яв"ляются торцы этих пластин и металлизированная поверхность диэлектрического кольца.

На завершающем этапе коммутацйи в момент разрыва щетки с коллекторной пластиной электромагнитная энергия, запасенная в секции электрической машины, расходуется-в активном сопротивлении, в дуге и йа электромагнитное излучение. При наличии увеличенной емкости, шунтирующей секций на завершающем этапе коммутации, ток, разрываемый щеткой, замыкается "через емкость, таким образом стремяСь поддержать

"напряжение на секции постоянным, что облегчает работу сбегающего @pari щеточного контакта в момент разрыва, благодаря чему и уменьшается искрообразование и энергия электромагйитного излучения. Данное устройство изображено на фиг. 1, где 1 и 2 — щетки разной полярности, 3— коллектор, 4 — пазы в петушках коллекторных пластин, 5 = миканитовая изоляция между коллекторными пластинами, 6— коллекторные пластины, 7 — диэлектричесS

20 и

3S кое кольцо, 8 — металлизированныи слой диэлектрического кольца, 9 — пластмасса.

Диэлектрическое кольцо 7, с металлизированным слоем 8, наклеивают эпоксидным компаундом неметаллизированной поверхностью на коллектор 3 с торцовой стороны так, чтобы диэлектрическое кольцо 7 равномерно прилегало- к торцовым поверхностям всех коллекторных ламелей 6. Таким образом созданы равномерно распределенные по коллектору емкости конденсаторов между каждой коллекторной ламелью 6 и металлизированным слоем 8 диэлектрического кольца 7, с помощью которых замыкаются на самом коллекторе по наикратчайшему пути высокочастотные напряжения радиопомех, образующиеся в каждом скользящем контакте между коллектором и разнополярными щетками, а также симметрично выравниваются по наиКратчайшему пути высокочастотные пульсации потенциалов коллекторных пластин.

На фиг. 2 представлена схема замещения диэлектрического кольца, где 1 и 2— щетки разной полярности, 1 0 — коллектор в развернутом виде, 11 — коллекторные пластины коммутируемые щетками, 12 конденсаторы равномерно распределенные по коллектору, в том числе и 13 — конденсаторы коммутируемых коллекторных пластин образованные между торцами коллекторных пластин и металлизированным слоем

8 диэлектрического кольца 7, 14 — секции обмотки электрической машины; 3i — высокочастотный ток, замыкающий по наикратчайшему пути через конденсаторы 13 и металлизированную поверхность 8 диэлектрического кольца 7 соседние одновременно коммутируемые коллекторные пластины по высокой частоте в процессе коммутации; Э вЂ” высокочастотный выравнивающий ток, протекающий по наикратчайшему пути через конденсаторы 13 и металлизированную поверхность 8 диэлектрического кольца 7 от одновременно коммутируемых коллекторныхпластин разнополярных щеток.

Таким образом; в" процессе коммутации ток, разрываемый между щеткой и коллекторной пластиной, замыкается по наикрат- . чайшему пути через емкости соседних коллекторных пластин, облегчая работу сбегающего края щетки, стремясь поддержать напряжение секции постоянным, что приводит к уменьшению амплитуд перенапряжений в момент разрыва секции со щеткой, следсТвием уменьшения которых является снижение искрения и уровня радиопомех.

Емкость конденсатора, образованного между каждой ламелью коллектора. и металлизированным слоем диэлектрического кольца, выбирается из условия требуемого подавления уровня радиопомех и искрения, которая зависит от толщины диэлектрического кольца, диэлектрической проницаемости применяемого материала и от конструктив746790 ных особенностей коллектора электрической машины.

Пример № 1. В исследуемых машинах применяется диэлектрическое кольцо, выполненное из конденсаторной керамики типа Т-70, с диэлектрической проницаемостью

6= 70, толщина диэлектрического кольца 0,8 мм, толщина металлизированного слоя, полученного вжиганием серебрянкой пасты, составляет 0,01 мм. В результате образованы емкости между каждой ламелью и металлизированным слоем кольца по 4 пФ, с помощью которых достигнуто уменьшение уровня радиопомех практически во всем диапазоне частот от 0,15 до 300 МГц, в среднем в 2 — 4 раза, и снижение искрения с

1 1/2 до 1 1/4 балла по ГОСТ 183 — 74.

Уменьшая таким образом уровень радиопомех коллекторных электрических машин, которые нашли широкое применение в следящих приводах как исполнительные двигатели, как генераторы для питания бортовой 20 аппаратуры и аппаратуры связи в системах электроснабжения на летательных аппаратах, судах, а также в наземных условиях и в быту в качестве тяговых и приводных электродвигателей, можно значительно повысить качество электромагнитной совместимости выше перечисленных электрических машин с радиоэлектронной аппаратурой и существенно улучшить качество радиосвязи.

Снижение искрения между коллектором и щетками увеличит срок службы коллекторных электрических машин, так как искрение вызывает подгар и повышенный износ как щеток, так и коллектора электрической машины.

Формула изобретения

Устройство подавления радиопомех и снижения искрения коллекторных электрических машин, содержащее диэлектрическое кольцо и контактирующий элемент, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции устройства и повышения эффективности снижения уровня радиопомех и искрения между коллектором и щетками, контактирующий элемент выполнен в виде металлического слоя, нанесенного на внешнюю поверхность диэлектрического кольца, которое установлено с торцов коллекторных пластин и прилегает к ним своей неметаллизированной поверхностью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3924148, кл. 310 — 220, 1973.

2. Лютов С. А. и др. Подавление индустриальных радиопомех. М., Связиздат, 1960, с. 18.

3. Патент Японии 49 — 18124.

4 . Авторское свидетельство СССР по заявке № 2456620/24 — 07, 01.03.77.

746790 я И 2

Фиг. Л

Составитель В. Чернова

Редактор Клюквин Техред К. Шуфрич Корректор М. Коста

Заказ 3964/47 Тираж 844 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент» г. Ужгород, ул. Проектная, 4