Коллектор электрической машины

 

1. КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий токопроводящие пластины, корпус и опорную втулку, жестко закрепленную на валу якоря, отличающийся тем, что, с целью улучшения условий токосъема путем уменьшения механических воздействий на коллектор со стороны вала якоря, между корпусом и опорной втулкой с обеих сторон введены упругие демпфирующие элементы в виде двух одинаковых дополнительных демпфирующих втулок, состоящих из основания и консольных элементов, демпфирующие втулки своим основанием впрессованы в корпус коллектора консольньами элементами внутрь, причем консоли одной демпфирузощей втулки проходят между консолями другой втулки и опираются на опорную втулку коллектора в углублениях, выполненных со стороны внешней ее поверхности . 2. Коллектор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью понижения жесткости демпфирующего устройства и собственной частоты колебаний коллектора, опорная втулка § выполнена в виде двух одинаковых демпфирующих опорных втулок, состоящих из оснований и консольных элементов , выполненных симметрично консольным элементам демпфируквдих втулок , причем демпфирующие опорные -О втулки своим основанием жестко соеди иены с валом якоря, а на концы их консолей в углублениях опираются консольные элементы демпфирующих втулок. СП j; ;о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„111 А

35ц Н 01 B 39/04

/ 3 «»

Р Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР . ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3612928/24-07 (22) 30.06.83 (46 ) 23.,09, 84. Бюл. Р 35 (72) М.Ф.Хлыстов, Г.A.Póñàêoâ и Ю.П.Клушин (53) 621.3.047 ° 2(088.8) (56) 1. Фиш Я;Я. и др. Коллекторы электрических машин на пластмассе.

М., Госэнергоиздат, 1963, с. 192, рис. 9.

2 ° Коллектор PTM 16514014-79. Коллекторы и контактные кольца из углеродистого материала. Общетехнические требования, чертежи 1 и 2.

/ (54)(57) 1. КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

МАШИНЫ, содержащий токопроводящие пластины, корпус и опорную втулку, жестко закрепленную на валу якоря, отличающийся тем, что, с целью улучшения условий токосъема путем уменьшения механических воздействий на коллектор со стороны вала якоря, между корпусом и опорной втулкой с обеих сторон введены упругие демпфирующие элементы в виде двух одинаковых дополнительных демпфирующих втулок, состоящих из основания и консольных элементов, демпфирующие втулки своим основанием впрессованы в корпус коллектора консольными элементами внутрь, причем консоли одной демпфирующей втулки проходят между консолями другой втулки и опираются на опорную втулку коллектора в углублениях, выполненных со стороны внешней ее поверхности.

2. Коллектор по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью понижения жесткости демпфирующего устройства и собственной частоты колебаний коллектора, опорная втулка выполнена в виде двух одинаковых, g

С2 демпфирующих опорных втулок, состоящих из оснований и консольных элементов, выполненных симметрично консольным элементам демпфирующих втулок, причем демпфирующие опорные втулки своим основанием жестко соеди-

Ф иены с валом якоря, а на концы их консолей в углублениях опираются консольные элементы демпфирующих втулок.

Ф

1115149

Изобретение относится к электротехнике, в частности к усовершенст» вованию коллектора электрической машины.

Известен коллектор электрической машины, содержащий токоведующие пластины, пластмассовый корпус и стальную втулку (1 .

Известен также коллектор, содержащий токопроводящие пластины, корпус и опорную втулку, жестко закрепленную на валу якоря (2) .

Однако известный коллектор имеет жесткое сочленение с .валом якоря. В результате механические воздействия со стороны вала якоря передаются на 15 коллектор практически без ослабления, что часто приводит к ухудшению условий токосьема путем нарушения устойчивости щеточного контакта °

Цель изобретения — улучшение ус- 20 ловий токосъема путем уменьшения механических воздействий на коллектор со стороны вала якоря.

Поставленная цель достигается тем, что в коллекторе электрической ма- 25 шины, содержащем токопроводящие пластины, корпус и опорную втулку, жестко закрепленную на валу якоря, между корпусом коллектора и втулкой введены упругие демпфирующие элементы в виде двух одинаковых дополнительных демпфирующих втулок состоящих из основания и консольных элементов, демпфирующие втулки своим основанием впрессованы в корпус коколлектора, консольными элементами внутрь, причем консоли одной демпфируюшей втулки проходят между консолями другой втулки и опираются на опорную втулку в углублениях, выполненных со стороны внешней ее поверх- 40 ности.

Кроме того, с целью понижения жесткости демпфирующего устройства и собственной частоты колебаний коллектора опорная втулка. выполнена в 45 виде двух одинаковых демпфирующих . опорных втулок, состоящих из оснований и консольных элементов, выполненных симметрично консольным элементам демпфирующих втулок, причем 50 демпфирующие опорные втулки своим основанием жестко соединены с валом якоря, а на концы их консолей в углублениях опираются консольные элементы демпфирующих втулок. 55

На фиг. " показан предлагаемый коллектор; на фиг. 2 — опорная втулка; на фиг. 3 - разрез А-A на фиг. 2; на фиг. 4 и 5 — демпфирующая втулка, -две проекции; на фиг. 6 - коллектор, " другой вариант; на фиг. 7 и 8 — ®0 опорная втулка, две проекции.

Коллектор содержит токопроводящие пластины 1, корпус 2 из изоляционного материала, опорную втулку 3 и демпфирующие одинаковые втулки 4.1 и 65

4.2, а также вал якоря 5. Опорная . втулка 3 жестко связана с валом якоря 5. Демпфирующие втулки 4.1 и 4.2 своим основанием жестко связаны с корпусом 2 коллектора и имеют упругую связь с опорной втулкой 3 через консоли 6.1 н 6.2, концы которьх опираются в углублениях 7.1 и 7.2 на опорную втулку 3. Углубления 7.1 и

7.2 опорной втулки 3 не позволяют перемещаться демпфирующим втулкам

4.1 и 4.2 и коллектору относительно вала якоря 5.

На опорной втулке 3 (фиг. 2 и 3) выполнены углубления 7.1 и 7.2. Демп- фирукшая (фиг. 4 и 5) втулка 4.1(4.2) имеет консольные элементы 6.1(6.2) .

Любая жесткость упругих консольных элементов выбрана такой, что собственная частота колебаний коллектора ниже спектра возбуждающих частот и собственных частот элементов машины, например ниже собственной частоты якоря. В результате при механических воздействиях на коллектор со стороны вала якоря колебания коллектора находятся в противофазе с колебаниями якоря и коллектор выполняет роль динамического демпфера.

При необходимости дальнейшего понижения жесткости демпфирующих элементов применена конструкция коллектора (фиг. 6), у которого в отличие от коллектора (фиг. 1) вместо одной опорной втулки вводятся две одинаковые опорные втулки 8.1 и 8.2 с консолями 9.1 и 9.2. Концы консолей .

6.1 и 6.2 демпфирующих втулок 4.1 и 4.2 опираются на концы консолей

9.1 и 9.2 опорных втулок 8.1 и 8.2 (фиг. 7 и 8) .

Устройство испытывали на контактных кольцах якоря электрической машины малой мощности. На вал якоря насажено два контактных кольца: одно жесткой конструкции (известное) и одно с амортизирующими и опорными втулками (фиг. 6) . При жесткости амортизирующего устройства 1000 Н/мм и массе контактного кольца 520 г собственная частота коллектора равна 70 Гц. Собственная частота якоря

250 Гц. Испытания якоря проводились на вибростенде при частотах 40

5000 Гц ускорениях 30 и 60 м/с .

Испытания показали, что ускорение колебаний амортизированного коллектора меньше в два раза, чем ускорение коллектора жесткой конструкции °

Например, при ускорении стола вибростенда 30 м/с на частоте 250 Гц ускорение кольца при жестком креплении к валу якоря равно 1000 м/с

2 а амортиэированного кольца — 450 м/с, Известно, что с повышением ускорения механических воздействий на щет- ку со стороны коллектора пульсации

1115149

А-A

Фиг.2

ФигЗ

4. 1(%2) фигМ контактного давления увеличиваются и при определенном значении ускоре ния (допустимое ускорение) начинается отрыв щетки от коллектора и искрение. Для радиальных щеток при нажатии цилиндрической пружиной допустимое ускорение колебаний коллектора ,и-и., a

2 .":.и с

1 где И вЂ” угловая частота воздействия щ на щетку со стороны коллектора1

М„ иы„ - угловые собственные частоты колебаний и системы нажимная пружина-щетка-контактный слой и подсистемы нажимная пружинащетка.

Для щеток электрических машин малой мощности, например, массой ш

2 ° 10 Нс /мм при нажатии Q = 1 Н, жесткости контактного слоя К2000 Н/мм, жесткости нажимной пружины К „ =

0,05 Н/мм и частоте колебаний коллектора (контактного кольца) 250 Гц допустимое ускорение Ljq = 499 м/с2

Следовательно, в данных условиях рабо- ты коллекторно-щеточного узла при жестком креплении контактного ко у ца к валу якоря ускорения колебаний коль-

1ца .превышает допустимое в два раза и контактирование щетки неустойчиво.

При амортизированном контактном кольце ускорение его колебаний не превышает допустимое и контактирование щетки устойчиво.

Предлагаемый коллектор воэможНо и целесообразно испольэовать в высокоскоростных электрических машинах, работающих при механических перегрузках.

1115149

УФР б

9.

Фиг.7

Составитель В.Попова

Редактор О.Юрковецкая ТехредЛ.Микеш Корректор Г.Решетник ,Заказ 6784/40 Тираж 590 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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