Щеточно-коллекторный узел электрической машины

 

Изобретение относится к электромашиностроению в части создания щеточно-коллекторных узлов электрических машин и может быть использовано в конструкциях моментных двигателей и тахогенераторов постоянного тока высокого класса точности, преимущественно с торцовыми коллекторами. Цель изобретения - улучшение коммутации за счет снижения влияния погрешностей изготовления узла и расширение диапазона применимости. Щеточно-коллекторный узел электрической машины содержит установленный на траверсе 1 щеткодержатель 2 с прямоугольной щеткой 3, поджатый пружиной 4 к коллектору 5 с помощью заглушки 6. Щеткодержатель 2 установлен в отверстии 7 траверсы свободно с возможностью поворота со щеткой вокруг продольной оси 9 щетки. Для этого он снабжен поворотной головкой 8 со стороны, противоположной коллектору. Головка фиксирована на траверсе крепежными элементами 10. На поворотной головке могут быть выполнены сквозные кольцевые пазы, коаксиальные оси 9 щетки, в которых установлены крепежные элементы 10. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Н О1 R 39/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4675207/07 (22) 11.04.39 (46) 30.08.91. Бюл. У 32 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) И.И. Попадин, И.Ф. Снитков. и В.И. Черников (53) 621.3.047 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 687504, кл.Н 01 R 39/18, 1978.

Авторское свидетельство СССP

N 702461, кл. Н 02 К 13/00, 1978. (54) НЕТОЧНО-КОЛЛЕКТОРНЫЙ УЗЕЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электромашиностроению в части создания щеточно-коллекторных узлов электрических машин и может быть использовано в конструкциях моментных двигателей и тахогенераторов постоянного тока высокого класса точности, преимущестИзобретение относится к электроиашиностроению в части создания щеточно-коллекторных узлов электрических иашин и может быть использовано в конструкциях моментных двигателей и тахогенераторов постоянного тока высокого класса точности, преимущественно с торцовыми коллекторами.

Целью изобретения является улучшение коммутации за счет снижения и вли-яния погрешностей изготовления узла и расширения диапазона применимости.

На фиг.1 изображен щеточно-коллекторный узел электрической машины, ÄÄSUÄÄ 1674298 А1 венно с торцовыми коллекторами . Цель и:-обретения — улучшение коммутации за счет снижения влияния погрешностей изготовления узла и расширение диапа-< зона применимости . Щеточно-коллекторный узел электрической машины содержит установленный на траверсе 1 щеткодержатель 2 с прямоугольной щеткой

3, поджатый пружиной 4 к коллектору

5 с помощью заглушки 6. Щеткодержа- . тель 2 установлен в отверстии 7 траверсы свободно с возможностью поворота со щеткой вокруг продольной оси

9 щетки. Для этого он снабжен поворотной головкой 8 со стороны, противоположной коллектору. Головка фиксирована на траверсе крепежными элементами 10. На поворотной головке могут быть выполнены сквозные кольцевые пазы, коаксиальные оси 9 щетки, в которых установлены крепежные элементы 10. 1 з.п. g-лы, 4 ил. продольный разрез; на фиг.2 — вид А на фиг.1; на фиr 3 - щеточно-коллекторный узел электрической машины со сквозными кольцевыми па" àìè в поворотной головке, продольный разрез; на Фиг.4 - вид Б на фиг.3. неточно-коллекторный узел электрической машины содержит установленный на траверсе 1 щеткодержатель 2 с прямоугольной щеткой 3, поджатый пружиной 4 к коллектору 5 с помощью заглуш" ки 6. Щеткодержатель 2 свободно установлен в отверстии 7 траверсы 1 и со стороны, противоположной коллектб3 16742 ру 5, снабжен поворотной головкой 8 для возможности поворота щеткодержа-j теля с щеткой вокруг продольной. оси

9 щетки. Поворотная головка 8 зафиксирована на траверсе 1 крепежными 5 элементами 10. В поворотной головке 8 могут быть выполнены сквозные кольцевые пазы 11 (фиг.4), коаксиальные продольной оси 9 щетки 3, в которых установлены крепящие элементы 10.

Боковая поверхность поворотной головки 8 может быть выполнена в виде многогранной поверхности (типа гайки) или в виде диска (как показано на фигурах). При этом поворотная головка 8 может выступать над поверхностью траверсы 1, либо быть утопленной в ней. В первом случае можно осуществлять поворот щеткодержателя 2 в отверстии 7 траверсы 1 без каких-либо 20 приспособлений, например пальцами руки. Во втором случае для осуществления поворота требуется npv«::noñoáëåние для поворота.

Устройство работает следующим образом.

При вращении якоря электрической машины щетки 3, скользящие по коллектору 5, поочередно переключают секции обмотки якоря (на фигурах не показа- ЗО ны), подключенные к коллекторным пластинам коллектора 5 из одной параллельной ветви в другую. При этом для получения минимальной погрешности выходной характеристики электричео-З> кой машины необходимо соблюдение равенства числа секций в параллельных ветвях, не зависящее от углового положения якоря. Указанное условие достигается при установке щеток 3 на нейтраль .и обеспечении расчетного соотношения между шириной щетки 3 и коллекторным делением (зоны контакта), обеспечивающего одновременность замыкания и размыкания коллекторных плас- 4g тин щетками разной полярности. ;арушение расчетного соотношения между шириной щетки и коллекторным делением (эоны контакта), обусловленное погрешностями изготовления щеточно-коллекторного узла, установки щеток и коллектора, приводит к нарушению одновременности замыкания и размыкания коллекторных пластин щетками разной полярности, что в свою очередь в определенные моменты времени обуславли— вает появление уравнительных токов, ухудшающих коммутàLlèIO и увеличивающих пульсацию ЗДС и момента.

98

В описанной конструкции требуемая зона контакта обеспечивается при повороте щеткодержателя 2 с прямоугольной щеткой свободно установленного в отверстии 7 траверсы 1, за поворотную головку 8 относительно продсльной оси 9 щетки (и, соответственно, рабочей поверхности щетки 3 .отнссительно рабочей поверхности коллектора 5) при одновременном контроле выходной характеристики работающей машины регистрирующим прибором (на фигурах не показан). Для этого ослабляют крепежные элементы 10, Фиксирующие поворотную головку 8„ и при ее помощи поворачивают щеткодержатель

2 со щеткой в отверстии 7 траверсы 1 вокруг продольной оси 9 щетки 3,, добиваясь при этом по показаниям прибора требуемой зоны контакта путем изменения эквивалентной ширины щетки 3. Поворотная головка 8 Фиксируется крепежными элементами 10 в том положении, при котором контролируемая величина будет минимальной. Для обес— печения постоянного нажатия щетки 3 на коллектор 5 при повороте щеткодержателя ? целесообразно применять конструкцию щеткодержателя, в которой в поворотной головке 8 выпопнены сквозные кольцевые пазы 11, коаксиальные продольные оси 9 щетки 3, Описанная конструкция щеточноколлекторного узла позволяет улучшить коммутацйю за счет снижения влияния погрешностей изготовления узла, наличие которых в прототипе приводит, например, к увеличению уровня пульсаций (коллекторных) ЭДС в 2-4 раза, ухудшению асимметрии и нелинейности выходной характеристики электрической машины.

Кроме этого, отпадает необходимость изготовления щеток и коллектора с высокой точностью и расширяется диапазон применимости одного и того же узла.в электрических машинах с различными коллекторными делениями.

Формула изобретения

1. Щеточно"коллекторный узел электрической машины, содержащий установленный на траверсе щеткодержатель с прямоугольной щеткой, поджатой пружиной к коллектору с помощью заглушки отличающийся тем, что, с целью ул,учшения коммутации за счет снижения влияния погрешностей изго5 16 товления узла и расширения диапазона применимости, щеткодержатель свободно установлен в отверстии траверсы с возможностью поворота со щеткой вокруг продольной оси щетки с помощью поворотной головки, которой снабжен щеткодержатель со стороны, противоположной коллектору, и которая

y4Zg8 зафиксирована на траверсе крепежными элементами.

2. "зел по п.1, о т л и ч à g щ и и с я тем, что в поворотной головке выполнены сквозные кольцевые пазы, коаксиальные продольной оси щетки, в которых установлены крепежные элементы.

1б74298

Составитель И. Кузнецова

Редактор Е, Зубиетова Техред Л, Олийнык Корректор С. ШекмаР

Заказ 3973 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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