Щеточно-коллекторный узел электрической машины

Иллюстрации

Щеточно-коллекторный узел электрической машины (патент 898544)
Щеточно-коллекторный узел электрической машины (патент 898544)
Щеточно-коллекторный узел электрической машины (патент 898544)
Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

М.Ф. Хлыстов, И.И. Туктаев и Г.А. Русаков (7I ) Заявитель (54) ЦЕТОЧНО-КОЛЛЕКТОРНЫЙ УЗЕЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

МАШИНЫ

Изобретение относится к электрбтехнике, а именно к части усовершен ствования контактов, взаимодействующих с коллектором электрических ма" шин.

Применение реактивных или волоча" щихся щеток позволяет устранить их тангенциальные колебания и повысить устойчивость контакта по сравнению с радиальными щетками.

Известна реактивная щетка, которая

10 под действием силы нажатия прижимается к стенке щеткодержателя в танген" циальном направлении и сила ее трения о щеткодержатель препятствует

15 отслеживанию профиля коллектора P ).

При такой конструкции щетки невозможно существенно увеличить ее податливость, что не позволяет в конечном счете повысить надежность скользящего контакта. Кроме того, реактивная или волочащаяся щетка не устраняет перемещение эоны непосредствен" ного контакта от одного ее края к другому в тангенциальном направлении при вращении коллектора, что при водит к неидентичности коммутационных цик лов и искрению. Отношение действи- .

-тельной контактной дуги щетки к ее тангенциальному размеру может составлять 0,5.

Известен щеточно- коллекторный узел электрической машины, содержащий щетку, например реактивную, на контактной поверхности которой выполне" ны сквозные пазы, проходящие параллельно оси щетки, коробчатый наклон" ный цеткодержатель, нажимную, например спиральную, пружину и коллектор 1,2).

Недостатки такой конструкции щеток. такие же, как у неразрезных реактивных и волочащихся щеток.

Целью изобретения является повышение устойчивости скользящего контакта реактивных и волочащихся щеток и улучшение коммутации посредством существенного повышения предваритель 98544 ного смещения щеток относительно коллектора и устранения перемещения эоны непосредственного контакта от одного ее края к другому при вращении коллектора. S

Это достигается тем, что пазы выполнены в аксиальном направлении, а передняя лицевая грань щетки снабжена выступой, высота которого равна расстоянию от верха щетки до пазов, !О а толщина определяется из соотношения

t + 0,2 мм., 1 с и 7 3 где t> - толщина выступа;

1, - высота выступа; зазор между щеткодержателем

3 и щеткой вверху;

1 — расстояние от выступа щетки

К до нижней кромки щеткодер- 20 жателя.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Со стороны контактной поверхности И щетки выполнены, например, три паза

2, проходящие в аксиальном направлении параллельно ее оси, а с передней лицевой грани реактивной вверху выполнен выступ 3, высота которого рав- 30 на расстоянию от верха щетки до пазов, а толщина выбирается такой, чтобы крайний консольный элемент 4, не соприкасался со стенкой щеткодержателя 5 в тангенциальном направлении. Устройство содержит также цилиндрический коллектор 6 и нажимную спиральную пружину 7.

Устойчивость скользящего контакта предлагаемого щеточно-коллекгорного Igp узла повышается за счет предварительного смещения щетки относительно кол,лектора в радиальном направлении под действием силы нажатия.

Средние значения предварительного смещения щетки относительHQ коллектор а

3 а у. Иы вдр.Ф-—

ЗпЕ ctg4L- Ч

13 Qc

3nE эквивалентного модуля упругости щетки

3 Е!(!.,О

Еэг — Ctg < -;

3nE I Й ср эквивалентной жесткости контактного слоя

3nEI

К= 1Ф

ЗпЕ!! з и собственной

ctg + частоты

Чтобы крайний кон сол ьный элеме нт

4 не соприкасался со стенкой щеткодержателя в тангенциальном направле нии, необходимо выполнять условие — (li. t /Я0) + 0,2 мм

8 К

Например, при 1 = 3, t = 0,1 мм

= 0,5 мм. ! с 5 3

Такие щетки обеспечивают повышение предварительного смещения их относительно коллектора в радиальном направлении и снижение эквивалентных жесткости контактного слоя и модуля упругости щетки на один-два порядка, что позволяет значительно повысить устойчивость контакта при их работе на высоких частотах вращения коллектора и при интенсивных динамических нагрузках. Собственную частоту щеток можно регулировать в диапазоне от сотен до нескольких тысяч герц и резервировать щетки по собственной частоте. Если принять, что зоны непосредственного контакта элементарных щеток перемещаются от одного их.края к другому синхронно и отношение действительной контактной дуги каждой элементарной щетки к ее тангенциальному размеру равно

0,5 то для всей щетки это отношение составляет О, 83.

1 / 3nEI(ct oL+ A cosaL) сщ 2 М !ср в щ 1 -+icos сна и

276 1> и)

Ср где Е - модуль упругости щеточного материала;

1 - средняя длина консольного ср элемента щетки; ! — момент инерции сечения консольного элемент а щет ки;

g, - нажатие на щетку; сС - угол наклона щетки;

p - -коэффициент трения щетки о коллектор; тангенциальный размер щетки; а - аксиальный размер щетки;

m - масса щетки. щ

5 898544 Ь

При применении реактивных щеток правлении под действием силы нажатактого типа барьеры по критической тия и резервирования щетки частоте вращения коллектрра повы- в тангенциальном направлении, пазы шаются в несколько раз, значительно выполнены в аксиальном направлении, уменьшается неидентичность комму- % а передняя лицевая грань щетки снабтационных циклов, а коммутация улуч- жена выступом, высота которого равна расстоянию or верха щетки до пазов, а толщина определяется из соотнааеформула изобретения ния

Составитель В. Чернова

Техред M. Рейвес Корректор Л. Бокшан

Редактор M. Петрова

Заказ 11962/71 Тираж 628 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 t3035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент",r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Цеточно-коллекторный узел электрической машины, содержащий щетку, например реактивную, на контактной поверхности которой выполнены сквозные пазы, проходящие параллельно оси щетки, коробчатый наклонный щеткодержатель, нажимную, например спиральную, пружину и коллектор, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения устойчивости контакта и улучшения коммутации путем увеличения устойчивости контакта и улучшения коммутации путем увеличения предварительного смещения щетки относительно коллектора в радиальном наt = — t +02мм, к

В Рв Э где С - толщина выступа; высота выступа;

- зазор между щеткодержателем и щеткой вверху;

- расстояние от выступа щетки до нижней кромки щеткодерNBTGAR

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Электротехническая аппаратура, электрические машины. Т.2, Н., "Энергия", 1971, с.,81 - 90.

2. Авторкое свидетельство СССР и 172905, кл. H 01 R 39/26, 1963.