Коллекторная электрическая машина

 

Изобретение относится к области электромашиностроения , преимущественно к электрическим машинам с низким уровнем радиопомех . Цель изобретения - снижение уровня радиопомех и искрения в скользящем контакте при коммутации. Основные щеткодержатели и экраны, надетые на выступающие концы основных щеток, выполнены из ферромагнитного материала, а у каждой основной щетки установлена дополнитетьная щетка, контактирующая с металлическим диском, установленным на заземленном валу машины, и соединенная с основной щеткой через конденсатор. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н Ol R 39 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (6I) 1424087 (2l) 4607789/07 (22) 22.11.88 (46) 07.06.91. Бюл. № 21 (71) Томский политехнический институт им. С. М. Кирова и Научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электромеханики (72) А. Н. Селяев, P. Ф. Бекишев и P. Х. Сайфутдинов (53) 621.313.2.047 (088.8) (56) Авторское с видетел ьство СССР № 1424087, кл. Н 01 R 39/04, 26.02.87.

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при производстве коллекторных электрических ма шин, к которым предъявляется требование низкого уровня генерирующих ими радиопомех, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1424087.

Целью изобретения является снижение уровня радиопомех и искрения.

На фиг. 1 показана электрическая машина, продольный разрез; на фиг. 2 — схема замещения коллекторной машины, где 4, 4 — высокочастотные токи.

Устройство содержит ламели 1, металлические пластины 2, выполненные с выступающими участками 3, изоляционные прокладки 4, выполненные из материала с высокой диэлектрической проницаемостью, и металлические диски 5 по торцам пластмассового корпуса 6 коллектора, установленные на валу 7. В основном щеткодержателе 8, выполненном из ферромагнитного металла, расположена щетка 9, имеющая экран из феррома гнитного металла 10. На щетко„„SU„„1654902 А 2

2 (54) КОЛЛЕКТОРНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ

МАШИНА (57) Изобретение относится к области электромашиностроения, преимущественно к электрическим машинам с низким уровнем радиопомех. Цель изобретения — снижение уровня радиопомех и искрения в скользящем контакте при коммутации. Основные щеткодержатели и экраны, надетые на выступающие концы основных щеток, выполнены из ферромагнитного материала, а у каждой основной щетки установлена дополнительная щетка, контактирующая с металлическим диском, установленным на заземленном валу машины, и соединенная с основной щеткой через конденсатор. 2 ил. держателе 8 укреплен дополнительный изолированный щеткодержатель 11. в котором установлена дополнительная щетка 12, контактирующая с металлическим диском 5. Дополнительная щетка 12 соединена с конденсатором 13 гибким проводником 14, а другой вывод конденсатора 13 электрически соединен с металлическим щеткодержателем 8 в точке 15 и через гибкий проводник 14 с металлическим экраном 10. В примере выполнения по фиг. 1 металлические диски 5 выполнены с прорезями 16.

Расстояние между коллектором и металл и чески м щеткодержателем 8 вы пол не но минимальным, но достаточным для надежной работы машины и геометрия нижней части щеткодержателя повторяет геометрию коллектора. При изготовлении предлагаемого устройства на отштампованные металлические пластины 2 с обеих сторон нанесен материал с высокой диэлектрической проницаемостью, выполняющий функцию изоляционных прокладок 4, так, чтобы выступающие участки 3 остались неизолированными. Ме1654902 таллические пластины 2 устанавливают между ламелями 1 и собранный пакет коллектора опрессовывают пластмассой, образующей корпус коллектора 6, с обоих торцов которого устанавливают металлические диски 5 так, чтобы выступы 3 металлических, пластин 2 вошли в прорези 16 металлических дисков 5. Полученный коллектор устанавливают на вал 7 по прессовой посадке. Места .соединения выступов 3 металлических пластин 2 с металлическими дисками 5 сваривают, чем обеспечивают надежное механическое и электрическое их соединение. К основному щеткодержателю 8 со стороны, обращенной к торцу коллектора, любым известным способом прикрепляют дополнительный изолированный щеткодержатель 11, например, с помощью соединения типа «ласточкин хвост» на клею. К основному щеткодержателю 8 с этой же стороны припаивают в точке 15 один вывод керамического конденсатора 13 и один конец гибкого провода 14, второй конец которого припаивают к металлическому экрану 10. Второй вывод конденсатора 13 гибким проводником соединяют с допрлнительной щеткой 12. Конденсатор укрепляют на щеткодержателе любым известным способом, например приклеивают.

Кроме того„схема замещения коллекторной электрической машины содержит емкости 17, равномерно распределенные по коллектору, источник 18 высокочастотных помех от скользящего контакта плюсовой щетки, источник 19 высокочастотных помех от скользящего контакта минусовой щетки, обмотку

20 якоря электрической машины.

Устройство работает следующим образом.

При коммутации между щеткой 9 и коллекторной пластиной 1 возникает искрение, которое является источником электромагнитного поля радиопомех и источником ЭДС радиопомех 18 и 19. Электромагнитное поле радиопомех в предложенном устройстве заэкранировано непосредственно в месте его возникновения стенками основного щеткодержателя 8 (фиг. 1) и экраном 10, поскольку они выполнены из ферромагнитного металла. Высокочастотные ЭДС 18 плюсовой щетки и 19 минусовой щетки создают высокочастотные токи соответственно ii и ily, которые в данной конструкции замыкаются через емкости 13, дополнительные щетки 12, металлические диски 5, заземленный вал 7 и емкости 17, т. е. внутри щеточно-коллекторного узла, не проникая к выводным зажимам машины.

Равномерное распределение емкости по коллектору, полученное за счет образования емкостей между каждой ламелью 1 и изолированной металлической пластиной 2, значительно повышает суммарную емкость, шунтирующую секцию обмотки якоря. На завершающем этапе коммутации, в момент разрыва щетки с коллекторной пластиной электромагнитная энергия, запасенная в,индуктивности секции электрической машины, расходуется в активном сопротивлении, в электрической дуге и на электромагнитное излучение. При наличии увеличенной емкости, шунтирующей секцию, ток, разрываемый щеткой, замыкается через созданные емкос10 ти, что облегчает работу сбегающего края щеточного контакта в момент разрыва, благодаря чему уменьшается искрообразование и энергия электромагнитного излучения.

Кроме того, экранирование контактной зоны в непосредственной близости к источнику радиопомех и замыкание паразитных ЭДС в самом щеточно-коллекторном узле исключает распространение радиопомех к выводным зажимам электрической машины.

Таким образом, выполнение предлагаемой

20 конструкции машины в комплексе повышает коммутационную устойчивость машины, чем достигается повышенный ресурс работы, а за счет полной экранировки контактной зоны обеспечен низкий уровень радиопомех в широком диапазоне частот от 0,15 до

1000 МГц, что, в отличие от прототипа, существенно улучшает качество электромагнитной совместимости данного класса электрических машин с радиоэлектронными системами различного назначения.

Формула изобретения

Коллекторная электрическая машина по авт. св. № 1424087, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения радиопомех и искрения в скользящем контакте при коммутации, верхние части щеток выступают из колодцев щеткодержателей, которые выполнены из ферромагнитного металла, на указанные верхние части щеток установлены экраны из ферромагнитного металла, на каждом щеткодержателе со стороны, обращенной к торцовой части коллектора, свободной от выводов якорной обмотки, установлен дополнительно введенный щеткодержатель, выполненный из электроизоляционного материала, в котором установлена дополнительная щетка, контактирующая своей рабочей поверхностью с металлическим диском, расположенными с торцовой стороны коллектора, свободной от выводов якорной обмотки, а каждая дополнительная щетка электрически соединена через конденсатор с соответствующими металлическими ферромагнитными щеткодержателем и экраном, а конденсатор неподвижно закреплен на дополнительном щеткодержателе.

1654902

Фиг. 1

Сост а интел ь В. Чер нова

Редактор А. Шандор Техред А. Кравчук Корректор А. Обручар

Заказ 1955 Тираж 329 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат <Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101