Щеточно-коллекторный узел электрической машины

 

Щеточно-коллекторный узел предназначен для использования в электри ческих машинах, работающих при высокой плотности тока в скользящем коутакте, в условиях затрудненной коммутадии, значительных вибрационных и ударных нагрузок, например в тяговых электрических машинах. Целью изобретения является повышение износостойкости щеток и коллектора, снижение скорости завола:кивания медью межламельных промежутков коллектора путем поддержания постоянства рабочей площади контакта в условиях частого реверсирования электрической машины. Щеточно-коллекторный узел содержит разрезные элементарные щетки (ЭЩ) 1, размещенные в обойме 2 щеткодержателя, и коллектор 3 электрической машины. По плоскости симметрии обоймы 2, совпадающей с плоскостью разрезки щеток, на боковых внутренних поверхностях обоймы 2 в тангенциальном направлес (О (Л фиг:1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 Н 01 R 39/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3797042/24-07 (22) 02.07.84 (46) 07.07.86. Бюл. № 25 (71) Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта и Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт электроугольных изделий (72) П. П. Смазнов, А. А. Реморов, В. В. Мезинов, B. П. Степанов, О. В. Чикунов, А. С. Шестопалов, Л. Г. Козлов и В. Г. Щербаков (53) 621.3,047(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 534818, кл. H 01 R 39/04, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 964810, кл. Н 01 R 39/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 1020898, кл. Н 01 R 39/40, 1983.

Бордагенков А. M., Гнездилов Б. В.

Коллекторно-щеточный узел тяговых электрических машин локомотивов °

M.: Транспорт, с. 12-23. (54) ЩЕТОЧНО-КОЛЛЕКТОРНЬПЗ УЗЕЛ ЭЛЕКТ РИЧЕ СКОЙ MAUIHHbI (57) Щеточно-коллекторный узел предназначен для использования в электрических машинах, работающих при высокой плотности тока в скользящем контакте, в условиях затрудненной комму тации, значительных вибрационных и ударных нагрузок, например в тяговых электрических машинах. Целью изобрете. ния является повышение износостойкости щеток и коллектора, снижение скорости заволакивания медью межламельных промежутков коллектора путем поддержания постоянства рабочей площади контакта в условиях частого реверсирования электрической машины. Щеточно-коллекторный узел содержит разрезные элементарные щетки (ЭЩ) 1, размещенные в обойме 2 щеткодержателя, и коллектор 3 электрической машины. По плоскости симметрии обоймы 2, совпадающей с плоскостью разрезки щеток, на боковых внутренних поверхностях обоймы 2 в тангенциальном направле)243056 нии выполнены выступы по всей высоте обоймы, имеющие в сечении, перпендикулярном высоте обоймы, форму равнобедренного прямоугольного треугольника, вершина прямого угла которого находится в плоскости симметрии обоймы, Изобретение относится к электротехнике и касается щеточно-коллекторных узлов электрических машин, рабо тающих при высокой плотности тока в скользящем контакте, в условиях затрудненной коммутации, значительных вибрационных и ударных нагрузок, например, тяговых электрических машин.

Целью изобретения является повышение износостойкости щеток и коллекто" ра, снижение скорости заволакивания медью межламельных промежутков кол лектора путем поддержания постоянст ва рабочей площади контакта в условиях частотного реверсирования электри ческой машины. !

На фиг. 1 схематически изображен щеточно-коллекторный узел электри ческой машины, общий вид; на фиг. 2разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3разрез Б-Б на фиг. 1.

Предлагаемый щеточно-коллекторный узел включает в себя разрезные элементарные щетки 1, размещенные в 25 обойме 2 щеткодержателя, и коллектор ,3 электрической машины. По плоскости !

4 симметрии обоймы 2 щеткодержателя, совпадающей с плоскостью разрезки щеток, на боковых внутренних поверхностях обоймы в тангенциальном направлении располагают выступы 5 по всей высоте обоймы, имеющие в сечении, перпендикулярном высоте обоймы, форму равнобедренного прямоугольного

35 треугольника, вершина прямого угла которого находится в плоскости симметрии обоймы, отношение размера ка тета (К) прямоугольного треугольника к тангенциальному размеру элементарной щетки (t) находится в пределах

0,08-0,33, а в месте разрезки элементарная щетка 1 по форме совпадает с геометрическими размерами выступон 5, Отношение размера катета прямоугольного треугольника к, тангенциальному размеру ЗЩ 1 находится в пределах

0,08-0,33, а в месте разрезки ЭЩ 1 по форме совпадает с геометрическими размерами выступов. 3. ил.

При соотношениях размера катета треугольника к тангенциальному размеру элементарной щетки, выходящих за указанные пределы, работа щеточно-коллекторного узла ухудшается.

При меньших соотношениях от действия сил трения и вибрационных нагрузок при реВерсах электрической машины происходит механическое разрушение боковых поверхностей элементарных щеток: в местах соприкосновения с поверхностями выступов, приводящее, в конечном итоге, к опрокидыванию элементарных щеток при реверсах, к возрастанию износа щеток из-за коммутационных перегрузок скользящего контакта вследствие образования двойного зеркала и значительного уменьшения фактической площади контакта.

При больших соотношениях сущест-т венно уменьшается площадь сечения щеток, в результате чего фактическая плотность тока в контакте возрастает, что приводит к ухудшению коммутирую» щих свойств узла токосъема, сопровождается повышением износа щеток и расстройством коммутации электрической машины.

В процессе длительной эксплуатации электрической машины наблюдаются подгары щеток и коллектора, связанные с наличием перегрева контакта, что может привести к распущению коллектора.

При этом износ элементов щеточноколлекторного узла возрастает. При соотношениях размера катета треугольника. к тангенциальному размеру элементарной щетки, отличающихся от указанных пределов, возрастает трудоемкость изготовления элементарных щеток и обойм щеткодержателя, усложняется операция сборки щеток.

Наличие выступов, расположенных в тангенциальном направлении на бо

1243056

56-63 тыс ° км, заволакивание коллекторов не обнаружено.

Составитель В. Чернова

Редактор А. Ворович Техред П.Олейник . Корректор А. Зимокосов

Тираж 597 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3713/53

) Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

I ковых поверхностях обойм щеткодержателей, позволяет нейтрализовать дей» ствие сил трения, опрокидывающих щетки при реверсе электрической машины.

Поэтому опрокидывание элементарных щеток не происходит и рабочая поверхность контакта не претерпевает серьезных изменений.

Повышение стабильности рабочей площади контакта обеспечивает равномерное прохождение тока при реверсе.

При этом не происходит расстройства коммутации и нарушения политурообразования, перегрева контактной поверхно- 15 .сти коллектора, остаются стабильными коэффициент трения, скорости износа щеток и коллектора, не создаются ус.ловия для возникновения заволакивания коллектора. 20

Применение предлагаемого щеточно« коллекторного узла позволяет реализовать следующие преимущества; отсутствует расстройство коммутации элект- 25 рической машины в момент ее реверсирования; повышается износостойкость щеток в условиях частых реверсов электрической машины (в 1,3-1,6 раза на стенде, на 14-26% в эксплуатации); снижается скорость возникновения заволакивания коллекторов при пробегах

Формула изобретения

Щеточно-коллекторный узел электрической машины, содержащий щеткодержатель, в обойме которого размещены разрезные элементарные щетки и коллек тор, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойко сти щеток и коллектора, снижения ско рости заволакивания медью межламель ных промежутков коллектора, поддержания постоянства рабочей площади контакта в условиях частого реверсирования электрической машины, на бо-ковых поверхностях обоймы в тангенциальном направлении по плоскости симметрии обоймы, совпадающей с плос костью разрезки щеток, выполнены выступы по всей высоте обоймы, имеющие в сечении, перпендикулярном высоте обоймы, форму равнобедренного прямоугольного треугольника, вершина прямого угла которого находится в плоскости симметрии обоймы, причем отношение размера катета прямоугольного треугольника к тангенциальному размеру элементарной щетки выбрана в пределах 0,08-0,33, а в месте разрезки элементарная щетка повторяет форму выступа на обойме.