Патент 789

Щетки для коллекторных машин

 

Класс 21,Ц 789. ! а

М1.:;

ПАТЕ .ИТ ИЛ ИЗОЬГЕТЕ. ИИЕ, ОПИСАНИЕ щеток для коллекторных машин.

К патенту Н. С. Япольского, заявленному 16 июня 1920 г. (заявл. свид. № 74059).

О выдаче патента опубликовано 30 ноября 1925 года. Действие патента. распространяется на 15 лет от 15 сентября 1924 года.

Как известно, всякая коллекто рная щетка, перекрывая соседние коллекторные пластинки, имеющие различные потенциалы, пропускает через себя так называемые „токи короткого замыкания", являющиеся главной причиной искрообразования.

С этими явлениями приходится особенно считаться в коллекторных машинах переменного тока, где имеет место значительная разность потенциалов между соседними коллекторными пластинками, перекрываемыми щеткой.

Цель настоящего предложения заключается в сведении к нулю или по крайней мере к значительному уменьшению указанных токов короткого замыкания.

В предлагаемой системе щетка делается составной из ряда изолированных друг от друга пластинок, параллельных длине коллекторных пластинок и имеющих толщину меньшую, чем толщина изоляции между последними (коллекторными пластинками), а потому никогда не перекрывающих двух коллекторных пластин одновременно.

Фиг. 1 схематически изображает в развернутом виде предлагаемую щетку в разрезе плоскостью перпендикулярной к оси коллектора, где P обозначает коллекторные пластинки, У вЂ” изоляцию между ними, цифрами 1,2..7 обозначены пластинчатые элементы, щетки Щ (элементарные щетки). От каждой пластины щетки идет изолированный проводник а, а...

Проводники а, а... могут соединяться в один проводник на некотором расстоянии от поверхности коллектора (например, у станционных шин) или могут быть изолированы друг от друга на всем протяжении сети до соответственных элементарных щеток, принадлежащих к другой фазе или находящихся у другого полюса коллектора.

Примерная схема соединения предлагаемых щеток для машин постоянного тока показана на фиг. 2, где К вЂ” коллектор, Щ, и ٠— предлагаемые щетки, лежащие у различных полюсов коллектора. Отдельные элементы щетки изолированы друг от друга на всем протяжении внешней сети машины. Однако, в большинстве случаев, такой метод соединения является на практике не пригодным. Приходится ограничиться протяжением изолированных друг от друга систем до какого-либо пункта, напуимер, до сборных станционных шин, соединяя в дальнейшем все элементарные, проводники воедино.

На фиг. 3 показана схема расположе- ния предлагаемых щеток в трехфазной коллекторной машине, присоединенной к сети через трансформатор Т, и T„ где T связан с коллекторной машиной, а Т, с сетью. (Такая схема подходит в равной мере,, как к обычному трехфазному коллекторному двигателю, так и к коллектор-,. ному генератору предлагаемой системы,, а также такая система может быть при- менена и для случая не трех, а многофазной или однофазной коллекторной машины.

Из принципа, положенного в основа- ние предлагаемых щеток, ясно, что 1 отдельные элементы, относящиеся к различным щеткам, должны быть расположены в одинаковом порядке (считая по окружности коллектора) во всех щетках.

Точно также ясно, что все щетки должны быть так расположены относительно коллекторных пластин, чтобы включение (переход с изоляции между коллекторными пластинками на коллекторную пластинку) и выключение (переход с коллекторной пластинки на изоляцию) каждой щетки, принадлежащей к одной и той же системе, про=-водилось во всех щетках одновременно.

При выключении какой-либо щетки происходит неизбежный разряд, исчезающий в ней вместе с током электромагнитной энергии, который, вообще говоря, выражается главным образом в искре.

Чтобы свести эту энергию к минимуму, все параллельно работающие элементарные системы щеток возможно теснее связываются между собою магнитно, т.-е. по возможности идут всюду друг с другом рядом. Тогда подавляющая часть электромагнитной энергии прерываемого тока в элементарной системе, при ее выключении, переходит в связанные с нею магнитно другие не разорванные элементарные системы.

Отсутствие, гальванической связи между элементарными системами вне ротора машины не исключает, однако, возможности образования между ними через посредство частей обмоток ротора машины, гальванически замкнутых контуров, по которым могут проходить „токи короткого замыкания", т.-е. такие токи, которые имеют весьма малое индукционное сопротивление вне пределов ротора машины.

По теоретическим исследованиям автор приходит к заключению, что при предлагаемой системе щеток токи короткого замыкания хоть и будут существовать, но они будут не велики, потому что омическое сопротивление, которое им приходится преодолевать, будет очень велико по сравнению с тем, которое имело бы место при обычных сплошных щетках. Вызванное этими добавочными „токами короткого замыкания превышение максимальной плотности тока под элементарными щетками (равно как и в относящихся к ним элементарных системах) будет еще меньше вследствие того, что фазный угол между этим током короткого замыкания и раоочим током близок 90 .

ПРЕДМЕТ ПЛТЕНТЛ.

1. Шетки для коллекторных машин, характеризующиеся тем, что они состоят из ряда изолированных друг от друга отдельных щеточек, толщиною меньшею толщины изоляции между коллекторными пластинками.

2. Применение щеток, охарактеризованных в п. 1, отличающееся тем, что все отдельные щеточки соединяются с кабелем, имеющим столько отдельных изолированных жил, сколько имеется изолированных отдельных щеточек.