Коллектор электрической машины

 

1. КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий комплект коллекторных и изоляционных пластин, установленных на металлической втулке посредством бандажных колец, расположенных В кольцевых пазах, отличающийся тем, что, с целью повышения механической прочности, со стороны рабочей поверхности коллекторных пластин выполнены радиальные каналы, поперечные разрезы которых выполнены меньше толщины пластины , радиальные каналы соединены с кольцевыми пазами. 2. Коллектор по п. 1, отличающийся тем, что В изоляционных пластинах выполнены радиальные и кольцевые пазы, сообщающиеся междусобой. (Л ел :о :о :о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(50 Н 01 В 39 04

i

\, (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(Й

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3444847/24-07 (22) 25.05.82 (46) 07.01.84. Вюл. М 1 (72) A.Ï.Êîëåñíèê, В.A.Æåëíèí, И.Г.Климов и Л.В.Кузьменко (71) Специальное конструкторское бюро завода Электромашина (53) 621 ° 313.2.047.2(088 ° 8) (56) 1. Алексеев A.Е. Конструкция

Электрических машин. М.-Л., ГЭИ, 1958.

2 ° Авторское свидетельство СССР

В 527782, кл. Н 01 R 39/04, 1977. (54)(57) 1. КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОИ

МАШИНЫ, содержащий комплект коллекторных и изоляционных пластин, установленных на металлической втулке посредством бандажных колец, расположенных в кольцевых пазах, о т л ич а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения механической прочности, со стороны рабочей поверхности коллекторных пластин выполнены радиальные каналы, поперечные разрезы которых выполнены меньше толщины пластины, радиальные каналы соединены с кольцевыми пазами.

2. Коллектор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что в изоляционных пластинах выполнены радиальные и кольцевые пазы, сообщающиеся между собой.

1065939

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к конструкциям коллектора, и может быть использовано в электрических машинах.

Известен коллектор, в котором коллекторные пластины закреплены нажимными конусами, состоящий иэ медных пластин трапецеидального сечения, разделенных изоляционными прокладками и собранных в круговую арку в специальном приспособлении. В тор- »О цах круговой арки проточены конусные выточки с центральным углом 30-35 посредством которых соответствующие конусные выступы на втулке и нажимном конусе удерживают круговую арку коллектора. Втулка и нажимной конус изолированы от коллекторных пластин миканитовыми манжетами и изоляционным цилиндром Г1) .

Благодаря сопряжению втулки и на- о жимного конуса с круговой аркой коллектора по конусной поверхности с углом наклона в 30 аксиальное усилие стяжных болтов или расположенной на втулке гайки создает радиальную составляющую, направленную к центру. Это давление порождает арочный распор, спрессовывающий медные и миканитовые пластины в монолитную круговую арку коллектора.

При работе электрической машины на коллекторные пластины действуют силы арочного распора, центробежные силы и силы температурного расшире ния.

Суммарное усилие прилагается посредине опорной поверхности конуса н втулки. При механическом расчете коллектора ласточкин хвост пластины рассматривают как консольную 4О балку 1, нагруженную реактивной силой Н» либо силой 62 и защемленную.

Вся пластина рассматривается при этом как балка, упирающаяся в точках

IN u N и нагруженная посредине резуль- 5 тирующей реактивных сйл*К» и R, вэя2У той с обратным знаком (т.е. =Уммарным усилием, приходящимся на одну пластину, — сила Р ) . Прочность ласточкиных хвостов коллекторных пластин ограничивает предельно допустимую окружную скорость коротких коллекторов, а прочность самой пластины на изгиб ограничивает как окружную скорость, так и допустимую длину пролета между точками опоры на нажимные конусы.

2к, + 27, -Р =О»

Р

Я

Ч 2

Задача один раэ статически неопределима, эа лишние неизвестные принимаем реакции Е» и Ед °

Уравнение перемещений точки

С : Ус — О.

Уравнение справедливо, когда пробО гиб в точке С от силы P равен прогибу в точке С от реакций Z, и 2 .

Прогиб в точке С от силы Р

P. а

Ф

4SK3

Для высокооборотных высокоиспользованных электрических машин необходимо обеспечить механическую прочность коллекторов °

Известен коллектор электрической машины, содержащий комплект медных и изоляционных пластин, установленных на металлической втулке посредством бандажных колец, расположенных в кольцевых пазах f2) .

Укаэанный коллектор характеризуется недостаточной механической прочностью.

Цель изобретения — повышение механической прочности коллектора.

Поставленная цель достигается тем, что со стороны рабочей поверхности коллекторных пластин выполнены радиальные каналы, поперечные разрезы которых выполнены меньше толщины пластины, причем радиальные каналы соединены с кольцевыми пазами.

Кроме того, в изоляционных пласти. нах могут быть выполнены радиальные каналы и кольцевые пазы, сообщающиеся между собой °

На фиг. 1 изображен предлагаемый коллектор; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — то же, с широкими пластинами °

В результате устройства дополнительных опор с реакциями Z» и Z уменьшаются реакции 1 „ и R, а следовательно, уменьшаются напряжения в ласточкиных хвостах . Исключается прогиб пластины посредине, а значит повьиаается монолитность коллектора. уменьшение реакций R» и RZ разгру жает элементЫ корпуса коллектора, снижая в них и в корпусной изоляции механические напряжения.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет при минимальном изменении конструкции и технологии изготовления значительно повысить механическую прочность.

Покажем достоверность достижения цели предлагаемого изобретения. Определим реакции Z, и 2 . Для этого

4 запишем уравнение статики

»»» 2» »+ 2.2-Р =О. (21

Так как пластина симметрична, то Й:Й и2 =72

1 2Ц» 2

1065939

Прогиб в точке С от Й, и 2р гз z.(9 з

° г4 Е. q

Приравниваем < 2

46ЕЭ 74

7. О

9 ° ЕД

1 г й7

1 г Риг, 2

Составитель В.Чернова

Редактор A.Ìîòûëü Техред A. Лч Корректор В.Бутяга

Заказ 11051/54 ираж 597 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, М сква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул. Проектная, 4

Х- =0(96ру ЯЧ=OSP-0196Р 0 304Р

Коллектор состоит из медных пла- !О стин 1 и изоляционных прокладок 2 между ними, собранных в круговую арку и удерживаемых вместе посредством коллекторной втулки 3, нажимного конуса 4 и гайки 5, изоляционных манжет 6, 7 и изоляционного цилиндра 8. Внутри медных пластин и изоляционных прокладок имеются отверстия 9. Замкнутые кольцевые пазы, имеющиеся внутри арки, в результате сборки медных пластин 1 и изоляционных прокладок 2 с отверстиями 9 после сборки и опрессовки коллектора, заполнены через сообщающиеся с ними радиальные каналы 10 в одной или двух рядом лежащих пластинах термореактивной высокопрочной пластической массой 11.

В предлагаемом коллекторе термореактивная пластмасса 11 после полиме30 ризации образует жесткие армируюаЯе кольца, служащие дополнительными опорами для пластины с реакциями

Е и Ег . В результате уменьшаются реакции 1, и Я2 что вызывает значительное снижение механических напряжений в ласточкиных хвостах коллекторной пластины и в деталях корпуса коллектора. Исключается прогиб в средней части коллектора пластины за счет введения дополнительных промежуточных опор, В качестве базового дбъекта взят коллектор двигателей постоянного тока серии 2П. устройство дополнительных опор в виде жестких армирующих колец снижает в 1,65 раза величину реакции и, соответственно, напряжения в ласточкиных хвостах и в элементах корпуса предлагаемого коллектора по сравнению с базовым. Одновременно с этим значительно снижается напряжение изгиба в средней части пластины, повышается жесткость и монолитность коллектора.

Использование предлагаемого колректора позволяет создать высокоскоростные электрические машины, в кото рых базовый коллектор не применим ïo условиям прочности.