Цилиндрический коллектор электрической машины
Изобретение относится к электротехнике , в частности к коллекторным электрическим машинам. Целью является повышение надежности коллектора путем стабилизации его рабочей поверхности. При вращении коллектора возникающая центробежная сила коллекторной пластины 1 уоеличивает радиальные составляющие затяжки конусов 2 и 3 и стремится уменьшить арочный | распор и реакции опорных колец 5 и б, охватывающих вал электрической машины. Коллекторные пластины 1 прижаты к внешним поверхностям обоих колец 5 и 6 поверхностями консолей, обращенными к оси коллектора. Пластины 1 могут упираться как поверхностями консолей основной части пластины, так и поверхностями консолей ласточкина хвоста. Радиальнчя упругая реакция опорных колец 5 и б в сочетании с начальным арочным распором обеспечивает стабильность радиального положения коллекторных пластин 1 и, тем самым, стабильность рабочей поверхности коллектора. 7 з.п, ф-лы, 7 ил.
. Ф р, (г,:, 7@
ССОЗ СОВЕ ТСКИХ сщлАлистических
РЕСПУЬЛИК
ГОСУДАРСТВЕН.Ь! Й К..А .ИТЕТ пО изоьРеТениям и ОТКРытия14
ПРИ ГКНТ СССР
О1 ° а Ъ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4491582/07 (22) 10.10.88 (46) 07.01 92. Бюл. М1 (7i} Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электровозостроения (72) Л.И. Кравченко и К.Г. Череповский (53) 621.3.047.2(088.8) (56) Красовский Б.Н. Основы конструирования транспортных электрических машин.— Л.: Энергия. 1970, с. 142. Авторское свидетельство СССР hL 1156176. кл. Н 01 R 39/04. 1985. Авторское свидетельство СССР N. 951509, кл. Н 01 R 39/04. 1982. (54) ЦИЛ11НДРИЧЕСКИЙ КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к коллекторным электрическим машинам. Целью является повышение Ы„„1704204 А1 надежности коллектора путем стабилизации его рабочей поверхности. При вращении коллектора возникающая центробежная сила коллекторной пластины 1 увеличивает радиальные составляющие затяжки конусов 2 и 3 и стремится уменьшить арочный i распор и реакции опорных колец 5 и 6, охватывающих вал электрической машины. Коллекторные пластины 1 прижаты к внешним поверхностям обоих колец 5 и 6 поверхностями консолей, обращенными к оси коллектора. Пластины могут упираться как поверхностями консолей основной части пластины, так и поверхностями консолей ласточкина хвоста. РадиальРчя упругая реакция опорных колец 5 и 6 в сочетании с начальным арочным распором обеспечивает стабильность ради- . З ального положения коллекторных пластин 1 и, тем самым, стабильность рабочей поверхности коллектора, 7 з.п, ф-лы, 7 ил. 20 (5 2(> 35 л i ) 55 ((зо .7(I . (1 .: .>тн- <.! . к 3;):-КТ,,QTQKHL<>;е, r:t <Остии (.. (1 к кол: е . To(tnt."1 злг>к)ри <е— ски;.; ih3(>(ина 4 с Kofl,.е;-..»3(::, и:4е(0(u(1>h( цил()н ()!i". ".;-., >Q (. >>бо <у>0 г)о> с». .нос i ь. (.(Е (Ь ИЗОГ <. (7!С-:>! .1Я П.,Ы!c((И НДВ(ж— НОСТИ KOËH ...(.-. П (Е».1 С)авн.lli3ЕЦ:1И GI0 j)i tt)C> el! 1>ОРП,>х! .! l;. ((а фи(. 1 i)c>::-.:Jl< Kt3.(f) =ктер, с опорным K3ðK3с (и из .",ву.. I. of)ец. ра:пело>кpHllblx под ко(;соля(.1(с:..>(Ов>!Гй части кг>ллекторнои пл(сгинь(, Гlрв>(эль(<ьч! Раз >ез, 1<3 С>иг. 2 — TG >Ko, с распо„о>че!..;.Ели колец год vollСОЛЯ! „", л:)сто (ки>(:. Увос а; на фиг, 3 сх>!43 рассоле.-".Он,>t д> ух с и;р(ь х колец в смеш;((>;:.: «Ер!1?>t,p: с 11:..;; у>КHG(с (>роны колл(„г )p — пг>д кс >t . >I)b>f) л«сточкина Х ЬОС) а, CÎ СТО;.>0 - . "Л Е >) Ро!43 II Гпой ЧсСТИ PQ 0:П П 0! (K Н(ОЛ ЫО 0(.но!>Ной ЧаСТИ КОЛЛ ек-. Gp>IQII f; 1-; I !1 .;,I; >(а „>:!Г. ч — TQ )Ке, с 06p3TI(распо;) (е>кяе;4 колец; на ф()г, 5 — схе(43 ono; -: >f.. KL)pvàcç. coсто. !е;его из трех ко..: ц; а (; ип 6 — сх:.143 с.",с>рн ого каркас», со тгя;„:";о:- (ет р;-.x Lof.oö; на ((>)ll. 7 -OiiCÐ <Ь.й >:(3<)П>(аС((З г В >: (ОЛ, СОЕД!.HEH>iL iX ВТ1>! . > ((г>е влага< (! L,ил!1> др(.1 ес „!1(1 > о> >!GK 10)) ЗЛЕК )(", ".;1 О!! i - = .:., СÎ, ; j>>KL t КО".. !fl ле>.т то .огра-.: ":д=.))1<х и . з: i> j(ëoíí!-Ix (!лс)ст! I< 11 с за>,>ег(> HI .ÐL< 1 .х Н3 >if)сточ хин хвост в кo,.n . с-> .3ñ>:òop-:, образуе io(4 д.)умя вн.)рсн .I" v(:: >(3>ки>.. (ыми к(>(г"с (",и 2 l", 3, сг-:rLI(аек" l )и и осев 44 на<пра(зг>енин С1 я>хны! .1:.„ë ("I IT; I 1(1, <(33 .)р)1 р 60Л l ами (, и стя 1(33>G(>(и(.1(1:я1>)лек)0(;>;.. (!Ласт;<ны 1 в радиалы)г»1 >геnpn(,ëå>!L...h к Gcih Kолл ктора, Коллекто>) !3> ке содср. :.:,(.) опорный К3рК3с, в!.!Пол><(;(ны 1 в !>!.:, 1(ес 0((ь>:их, наприth„=р j )у у;,;31 (>-; .Ix олг рf, . кцлец 5 и 6 соос(„ ) Oxc T =. .)3)>з)) 1х Еа.(з л >,т()(ltl с>:Ой м:(нiи„, (1 в>lflолнсннь!х из про(30, (я(цеlo упруtoãо материал : и изол".(>О:- ннь х 01 К О Л Л С >.1 О j > Ь Х Г! > IЕ:C Ò 1(i i l .Л l У f;, У (О ГО > Е Г)(1; ((О,,"(ЦСГО 1. =- г.-;;:.1;(Л;!. I (=(K 1(ЗЦ;! 5 и 6 колле> с нь(з (л ic >1ь! 1 ог). >7С . )Ся (lot Д л я О и и (! 1) 1111 .) >(а с т е (л 1 л и р ) >о . (и е QI)opI(L! колки=»1-;о у> бь Tb исс льзо"аны обра(1(с!(Ные к onè K) I>1GKToра и в1:рхност(. 7 il 0 ко:(Со>: 7;1 Не -ii>nbKG ОСHG!Но;1 «3CTi; коллект (. (Ой пл ст (1 (I f . 1), Р.) и (:Онсо lie .1 9 l1 (> ласт эч. .;:1, 3 хвсcT=) (фь . 2). БОзI-1o >(но так)ке >-!0(° Ое со IPT<.-. ()1 . ".33 >>!i 1ûõ (>It(1: КО:IЛЕК G"..)(П . >: !t„)!t!(Ь>,,;ПУ О; l)ОД ГÎII сс i to,"H, Gч> .ч i . «",)та с f : >;. (iio )0>к> е >С) а. ;()Гу) (. i.. - -с ., . !< :.. !, Р ":..c i нос1и, Gift! èli" .::!(--..и г осев(»4 - (Ij>GLiëpt((!и !)тул> й. j-(3 „>,;г. 3 по. аэ-.н ()3p!13>-:T с распо>>ожен 10(1 Од! ((>Гг> Опо(>! ОГG > .(>л ьца 6 пс>д .Он СОТ!ь!о Основной ч(tcти кОлле!K1(tj)t!011 пласт(!н 1 со сто(10ны зле> Tp>o!4;!! ((11(>40й системы яt:îpÿ, 3 o:"GpHO!o кольца 11 — под консолью ласTQ -!кl .)(д хвОста с (Ij)GTthÂGГ)0ложной сто>>оны ко-:ле тора. на фи!. 4 — с расположение()одного 000pl(ÎIÎ v0 ьg, = псд KG>(ñr>:tbtc) ocilовнсч(;;; и коллектс ри 211 ()ласт()ны 1 со с горон! Наружного торца t:OËi" Е> ТО>13, (П:"7 > )i 0 КОЛ I,ЦО 1? ПОД КОН СОЛ<Ь>О I "То 1 Л КTрс 14агн(:ТI «..о:-ец по.;";;-,Gi(на (I !1г. 5, (де, >(апри>(ер, со с)ороны:<з()у:, (неfo G":ца коллектора рлс-! 10ло:"" и =.I !((<с) Опо <> (ых кольца: KГ)л ЬЦО 5 под консоль(О основ> о . части коллск)орной и> .астины 1 11 кольцо 1(1 Г>од консоль>0 fl3c I о f)3cTQ«> 3 хвоста. (-(3 ф;1(. 6 пока 33t< гари )н > с ка:-.:со;.1, со(гся(ц))(4 из четыреx опорных коле,, 5, 6 (1 11, 12, <.асполо>кенн!Ях под всеми чет ыр> мя ко> соля(",11 коллекторной пластин . 1-(з (ьиг. 7 np",-,Qf(e>< вариант с ог(орны> кар,:асо(4 в видедвух колец11 и 12, ()асположенн> (х пс — >;онсо>)я(.1!) "ласточкина ХВ:Ста" > а QP fihf)QHG:io ; fbiÕ XГОРЦ-:)Х КОЛЛЕКтора и с(>: дl Hå1ных 14е)кду собой втулкой 7. 3, соосню о::.::.GTûã,-)!o;t(e 1 в "л f((i! гателя. CootQx3 колле кто>ра вы !Gfl! (я ется следу10,((им 06>р )з-;4. Посл.." сбсрки KG! пле- .T3 To>:obеду)ц1х t1 изочяцио>(ных плести (! и ipoToitKи пО 3до и!ых г оверхносте,. с внутренней сторо ILI коллекторных пл3GTI н у.-.T !(3ýë()p3>QTcÿ о!)О;-ные !0>)b!t,:3 5 и 6 ((3p:)c)t npl) :c>4 j), „i1а ibH0I4 Г(ерc .::".(ц H !1)п колл K TGpt<ых ))!(Ост,1н 1 к Оc :1 кcлi tек Гора и(; епя) ству!От не т лько арочный распор (KGK в 0() ><(нь<х колпРK гор;Ix), но 11 ради злы<>зя >tnpyrcc)ь Опо()fff ix колец. Пе:ле зтого об>рабаты вается робо (ая пооеpxi;Qc)ь кo11)GKTop3, Колл .,—,,р работает с)<)ду о(цим 06р3ЗО(4. Г(ри QT< ) тс) в(ii(L(t )<тробежных сил >;а>кДая >co>)H,?,,<: О,"><зя пластин ) 1 наход;1тс» в ран>!с! Сс(. °" и:">1 С(о(!С) .("4 (ад! а. >! н! Ix cc)ста-,л чо.(* с(л ."зтя, :..1 > I) (у. 1!)Ii 2 <. 3 (1 р;; .<(Ий .-:. . .:x кс; .; 5 .: ((Ил:111 и 1?), а T1>G.1 РЛ; -<Л», .>й Со." r: :: >li, )1 1)>t(> li!(>f 0 P,.. С(i(1()1, I tl P 7 .!(L >I ° . 1 )> ЕK1GP;) !)C> it il 1704204 кзющая центробехнзя сила коллекторной пластины 1 увеличивает радиальные составляющие затяжки конусов 2 и 3 и стремится уменьшить арочный распор и реакции опорных колец 5 и 6 (или 11 и 12). Однако коллекторные пластины 1, будучи упруго поджатыми изнугри опорны ли кольцами 5 и 6 (или 11 и 12) каркаса к упорным поверхностям затяжных конусов 2 и 3, не могут радиально перемещаться друг относительно друга. т.е. радиальная упругая реакция опорных колец 5 и 6(или 11 и 12) в сочетании с начальным арочным распором обеспечивает стабильность радиального положения коллекторных пластин 1 и, тем самым, стабильность рзбачей поверхности коллектора. При неизбежном (как в любом сборном коллекторе} ослаблении арочного распора в результате релаксации напряжений в материале изоляции первоначальное оптимальное значение арочного распора восстанавливается, как обычно. подтяжкой конусов. Указанные особенности конструкции и работы нового коллектора дают возможность широкого изменения арочного распора в ней без единственно возможной. как в обычных коллекторах, его прямой зависимости от радиальных сил затяжки конусами, причем эта возможность существует как для расчетных значений на начальной стадии создания коллектора (т.е. еще в процессе проектирования), так и в эксплуатации. Тем самым предлагаемый коллектор может быть определен как сборный цилиндрический коллектор принципиально нового типа — с управляемым арочным распором. Обусловленчая этим его главным свойством технико-эканомическая эффективность предлагаемого коллектора выражается в значительном увеличении надежности коллектора через увеличение стабильности профиля его рабочей поверхности и. следовательно, через. Увеличение общего срока службы коллектора благодзря у .леньшению количества перетяжек и переточек: уменьmenue расходов на ремонт с переборкой благодаря постоянно имеющейся возможности управления арочным распором и, следовательно, степенью монолитности коллектора; уменьшение расходов на теку- щее содержание коллекторно-щеточного аппарата благодэря повышению стабильности рабочего профиля коллектора. Дополнительная тЕхнико-экономическая эффективность предлагаемого коллектора определяется отсутствием на коллекторных пл;ст1гнэх выреза с внутренней стороны дяя раза екцения опорного каркаса. Это упрощает изготовление коллекторных пластин идает существенную экономию материала из-за возможности уменьшения общей высоты коллекторной .5 пластины. Формула изобретения 1. Цилиндрический коллектор электрической машины, содержащий комплект токопроводящих и изоляционных пластин, 10 выполненных с крепежным элементом в виде ласточкина хвоста, закрепленных в корпусе. содержащем два нажимных конуса, стянутых стяжными элементами, и опорное кольцо с изоляционной внешней поверхно15 стью, которое соосно охватывает вал и выполнено из упругого материала. при этом каждая коллекторная пластина прижата к внешней поверхности опорного кольца внутренней поверхностью, обращенной к 20 оси коллектора, отл и ча ю щ и и ся тем, что, с целью повышения надежности путем стабилизации рабочей поверхности, он снабжен по крайней мере одним дополнительным опорным кольцом, выполненным и 25 установленным аналогично первому, причем все опорные кольца прижаты к поверхностям консолей коллекторных пластин. 2. Коллектор по п.1, отличающийся тем, что опорные кольца размещены под 30 консолями основной части коллекторной пластины. З.Коллекторпо п1,отличающийся тем, что он содержит два опорных кольца, размещенных под консолями ласточкина 35 хвоста. 4. Коллекторпо п,1. отл и ча ю щи йс я тем, что он содержит два опорных кольца, одно из которых размещено под консолью основной части коллекторной пластины, 40 другое — под консолью ласточкина хвоста на противоположной стороне коллектора. 5, Коллектор по п.1, отличающийся тем, что он содержит три опорных кольца, два из которых размещены с одной стороны 45 коллектора под консолями основной части пластины и ласточкина хвоста, а третье — с противоположной стороны коллектора под консолью основной части пластины или ласточкина хвоста. 50 б. Коллектор по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что опорные кольца размещены лод всеми консолями коллекторной пластины. 7. Коллектор пэ пп.1,3. 5и 6, о тл и ча55 ю шийся тем, что опорные кольца, расположенные под консолями ласточкина хвоста, соединены между собой в осевом направлении посредством стягивающего элемента. 1704204 -б Юи7» 5 У (l3 9iL7,6 Ри7.7! Составитель А. Кравченко Редактор 11. Лазарен :о Те ред М.Морген ал Корректор С. Шевкун Закаа 66 Типа.к Подоиеное ЕЗНИИПИ Гое>дарственного комитета по иаобретсниям и открытиям при ГКНТ СССР 1130„ :: !с1оеква, Ж-35, Раушокая наб.. 4/5 Про авор,: t:енно-изда -льс ий ком 5пнат Т1атс .нт", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101ëbLèo.(,;;oс) а ГО !i f0((дriя самo ГО»:.10>к :.. I I ия, кон) снoс) и посn дочи(n!>tlñðx!
