Контактный токосъемник

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) А

1584 Н 01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /»" . ФЬ !

Й /

F !

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ я л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (61) 1003219 (21) 3693187/24-07 (22) 19.01.84 (46) 23.01.86. Бюл. Ф 3 (71) Институт технической теплофизики АН УССР (72) Е.П.Дыбан и В.Ю.Хавин (53) 621.313.047.53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1003219, кл. Н О1 В 39/43, 1981. (54)(57) КОНТАКТНЫЙ ТОКОСЬЕМНИК по авт.св. У 10032)9, о т л и ч а: ю шийся тем, что, с целью повышения надежности в работе в условиях повышенных скоростей вращения ротора, щетки снабжены щеткодержателями, которые установлены шарнир- . но группами на общей оси в пазах дополнительно введенной направляющей в виде гребенки, закрепленной на статоре.

1206867

ЗФ

4()

5G

55 (Лзобретение относится к контактным токосъемникам и может быть использовано в электротехнике, например в системах измерения температур вращающихся деталей газовых и паровых турбин, турбокомпрессоров, электродвигателей, электрогенераторов и т.п. и является дальнейшим развитием изобретения по авт.св.¹ 1003219.

Целью изобретения является повышение надежности в работе токосъем— ника в условиях повышенных скоростей вращения ротора.

На фиг, 1 представлен вариант выполнения токосъемника и схема его пневмосистемы, общий вид; на фиг. 2 — группа щеткодержателей на общей оси, на фиг. 3 — вид А на фиг. 2.

Контактный токосъемник содержит герметический корпус 1, в полости которого установлен вращающийся ротор 2 с набранными на нем контактными кольцами 3, и неподвижный статор

4 с токопроводящими упругими щетками. Упругие щетки выполнены в виде собственно контактных щеток 5 и щеткодержателей 6, которые установлены шарнирно группами на общей оси 7 в пазах направляющей 8 в виде гребенки, закрепленной на статоре 4.

Ширина каждого паза гребенки выбирается, например, равной ширине колец 3 ротора 2, а шаг гребенки, равным шагу колец ротора. Токосъемник содержит также систему для регулирования усилия прижима щеток к кольцам, которая выполнена в виде пневмосистемы, содержащей последовательно соединенные насос 9 и регулятор 10 давления, связанные пневмоприводом 11 с внутренней полостью корпуса токосъемника. Для концентрации усилия пневмосистемы во внутренней полости корпуса токосъемника могут быть с помощью эластичной диафрагмы 12 выделены воздухараспределительные камеры 13 (как показано в этом варианте выполнения ус.тройства на фиг. 1), при этом эластичная диафрагма .12 взаимодействует (например, через поршни 14) со всей группой щеткодержателей 6, ус,тановленных на общей оси 7. Пневмосистема токосьемника может также содержать фильтр (не показан ), вентиль запорный 15 и сброса 16 и манометр 17.

Устройство работает следующим образом.

При подаче воздуха насосом 9 через регулятор 10 давления по пневмопроводам 11. в полость корпуса 1 токосъемника(на фиг,1 в воздухораспре делительные камеры 13 полости кор; пуса) в ней создается избыточное давление, которое обеспечивает требуемое усилие прижима контактных щеток 5 к контактным кольцам 3.

Величина усилия прижима может быть проконтролирована с помощью манометра 17. В случае использования в устройстве воздухораспределительных камер 13 при создании в них избыточного давления происходит прогиб диафрагмы 12 в сторону полости корпуса с меньшим давлением и осуществляеТся прижим к кольцам групп щеток, объединенных общей осью 7.

В процессе работы токосъемника происходит постепенное истирание материала щетки, причем каждая щетка истирается неравномерно, т.е. за один и тот же промежуток времени работы токосъемника процент истирания каждой щетки различен. Причин этому несколько: технологические отклонения при изготовлении каждой щетки, неидентичность состава материала каждой щетки и, соответственно, микротвердости материала, различное качество обработки поверхностей щеток и колец в каждой паре.

Поэтому, для обеспечения надежного контакта в каждой паре до полного истирания щеток необходимо обеспечить прижим индивидуально каждой щетки с усилием, зависящим от степени износа каждой конкретной щетки в кажФ дый конкретный момент времени работы токосъемника. Это требование выполняется в предлагаемом устройстве, так как шарнирное крепление индивидуально каждого щеткодержателя 6 на оси 7 дает возможность легко перемещаться каждой контактной щетке 5 в отдельности на требуемое в каждом конкретном случае расстояние по направлению к кольцу 3 и тем самым обеспечивается непрерывный надежный контакт в каждой паре независимо от степени износа той или иной щетки, В реальных условиях эксплуатации токосъемника, в частности при повышенных скоростях вращения ротора — до 10 тыс. об/мин, име12068

20

8 фиг. 2

Составитель М.Кузнецова

Редактор Г.Волкова Техред О.Неце Корректор Г.Решетник

Заказ 8724/54 Тираж 598 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

3 ет место. перемещение щеток 5 по поверхности колец, попадание щеток в промежуток между кольцами и сгорание, а следовательно, нарушение надежного контакта и выход из строя этого канала передачи сигнала. Избавиться от этого и позволило применение в устройстве направляющей 8 в виде гребенки, в пазах которой на общей оси 7 установлены щеткодержатели 6. Благодаря тому, что ширина каждого паза гребенки выбрана например, равной ширине колец 3 ротора 2, а шаг гребенки, равным шагу колец ротора даже при значительном увеличении скорости . вращения ротора (в 3-4 раза) перемещение щеток по поверхности коль ца, ограниченного боковыми стенками каждого паза гребенки, не нарушает надежность токосъема.

Использование описанного узла щеткодержателей в известном уст,ройстве обеспечит повышение надежности его работы при повышенных скоростях вращения ротора и одновременно повышение точности передачи измерительного сигнала в каждой .

67 4 контактной паре благодаря обеспечению равномерного, строго фиксированного пазами гребенки, надежного прижима щеток к кольцам до полного износа каждой щетки.

Ресурс непрерывной работы токосъемника до замены токопроводящих щеток доведен например, при скорости вращения ротора 6 тыс.об/мин до 150-200 ч, что значительно превышает ресурс работы известного устройства. Повышение надежности работы токосъемного устройства, т.е. .увеличение времени непрерывной его работы беэ поломок, имеет важное значение, например, при испытаниях н контроле температурного состояния вращающихся деталей больших газотурбинных установок и натурных конструкций. Частые остановки этих агрегатов при испытаниях, из-за выхода из строя токосъемников, приводят к дополнительным затратам рабочего времени на переналадку, монтаж, а также к.дополнительным затратам электроэнергии, необходимой для вывода агрегатов на рабочий режим.