Коллекторная электрическая машина с низким уровнем радиопомех

 

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при производстве коллекторных электрических машин, обладающих повышенными требованиями к уровню радиопомех при эксплуатации. На валу 9 машин размещен коллектор, в пластмассовом корпусе 8 которого укреплены ламели 1, а между ламелями 1 установлены плоские пакеты, которые выполнены из трех параллельно сложенных полос металлической фольги 2, 3 и 4, разделенных между собой изоляцией 5 с высокой диэлектрической проницаемостью и многократно уложенных в складку в виде гофра, причем одна крайняя полоса металлической фольги 2 своей неизолированной частью контактирует с одной боковой поверхностью ламели 1, а другая крайняя полоса металлической фольги 4 своей неизолированной частью контактирует с боковой поверхностью другой соседней ламели 1, средняя полоса металлической фольги 3 в центре плоского пакета своей неизолированной частью контактирует с верхней частью П-образной металлической пластиной 6, концевые части 7 которой контактируют с валом 9 машины. Емкости, образованные между каждой ламелью 1 и заземленным валом 9, равномерно распределены по коллектору и облегчают работу сбегающего края щеточного контакта, благодаря чему уменьшаются искрообразование и энергия электромагнитного излучения, что обеспечивает качественную электромагнитную совместимость данного класса машин с радиоэлектронными системами различного назначения. Изобретение позволяет снизить уровень радиопомех при эксплуатации. 2 ил.

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при производстве коллекторных электрических машин, обладающих повышенными требованиями к уровню радиопомех при эксплуатации.

Известна коллекторная электрическая машина [1], содержащая вал, на котором размещен коллектор с укрепленными в его пластмассовом корпусе ламелями и установленными между ними посредством изоляционных прокладок, выполненных из материала с высокой диэлектрической проницаемостью, металлическими пластинами, примыкающими неизолированными ребрами к валу машины.

Данная конструкция машины хорошо применима для машин малой мощности, а в машинах средней мощности с большим количеством витков секции якоря, где существенно увеличиваются собственные емкости машины и за счет последовательного их включения по параллельным ветвям машины становится затруднительно обеспечивать оптимальное и равномерное распределение емкости по коллектору из-за небольших боковых поверхностей ламелей, от которых прямо пропорционально зависят полученные емкости коллектора.

Задачей изобретения является снижение уровня радиопомех и искрения, путем обеспечения оптимального и равномерного распределения емкости по коллектору при многовитковых секциях якоря электрических машин повышенной мощности.

Коллекторная электрическая машина с низким уровнем радиопомех, содержащая вал, на котором размещен коллектор с укрепленными в его пластмассовом корпусе ламелями и установленными между ними посредством изоляционных прокладок, выполненных из материала с высокой диэлектрической проницаемостью, металлическими пластинами, примыкающими неизолированными ребрами к валу машины, согласно изобретению, в качестве изоляционных прокладок в каждом промежутке между боковыми поверхностями ламелей установлен плоский пакет, который выполнен из трех параллельно сложенных полос металлической фольги, разделенных изоляцией с высокой диэлектрической проницаемостью и многократно уложенных в складку в виде гофра, причем одна крайняя полоса металлической фольги своей неизолированной частью контактирует с одной боковой поверхностью ламели, а другая крайняя полоса металлической фольги своей неизолированной частью контактирует с боковой поверхностью другой соседней ламели, а средняя полоса металлической фольги в центре плоского пакета своей неизолированной частью контактирует с верхней частью установленной П-образной металлической пластиной, концевые части которой контактируют с валом машины.

Этим достигается образование: по две параллельных емкости с каждой ламели на заземленный вал машины, обеспечивающих оптимальное и равномерное распределение емкости по коллектору, что позволило, в свою очередь, обеспечить замыкание высокочастотных пульсаций, противоположных по знаку от разнополярных щеток, в местах их возникновения, а также отвод высокочастотных паразитных зарядов на землю. Оптимальное и равномерное распределение емкости по коллектору значительно повышает суммарную емкость, шунтирующую секцию. На завершающем этапе коммутации, в момент разрыва щетки с ламелью электромагнитная энергия, запасенная в секции электрической машины, расходуется в активном сопротивлении, в дуге и на электромагнитное излучение. При наличии увеличенной емкости, шунтирующей секцию на завершающем этапе коммутации, ток, разрываемый щеткой, замыкается через созданные емкости, стремясь поддержать напряжение на секции постоянным, что облегчает работу сбегающего края щеточного контакта в момент разрыва, благодаря чему в совокупности уменьшается искрообразование и энергия электромагнитного излучения.

На фиг. 1 - показан увеличенный разрез вырыва межламельного промежутка коллектора в поперечном сечении; на фиг. 2 - схема замещения предлагаемой коллекторной электрической машины, где J₁ и J₂ - высокочастотные выравнивающие токи.

Коллекторная электрическая машина содержит ламели 1, полосы металлической фольги 2, 3 и 4, межполосную изоляцию 5 с высокой диэлектрической проницаемостью. Полосы металлической фольги 2, 3 и 4, изолированные между собой изоляцией 5, многократно уложенные вскладку образуют плоский пакет. Коллекторная электрическая машина содержит также П-образную металлическую пластину 6 с концевыми частями 7, пластмассовый корпус 8 коллектора, установленного на валу 9.

На фиг. 2 в представленной схеме замещения коллекторной электрической машины позициями 10 и 11 обозначены щетки разной полярности, 12 - эквивалентная схема замещения межламельного промежутка коллектора, 13 - секции обмотки якоря электрической машины, позицией 14 - обозначены точки контактирования средней полосы металлической фольги 3 плоского пакета с верхней частью П-образной металлической пластиной 6, позицией 15 - обозначены точки контактирования концевых частей 7 П-образных металлических пластин 6 с валом 9; 16 - емкости равномерно распределенные по коллектору, I₁ - высокочастотный ток, протекающий по наикратчайшему пути через емкости 16 соседних одновременно коммутируемых ламелей, в процессе коммутации, I₂ - высокочастотный ток, протекающий по наикратчайшему пути через емкости 16, концевые части 7 П-образных металлических пластин 6 и вал 9 от одновременно коммутируемых ламелей разнополярных щеток 10 и 11.

При изготовлении предлагаемой коллекторной электрической машины между нарезанными полосами металлической фольги 2, 3 и 4 устанавливают изоляционный материал 5 с высокой диэлектрической проницаемостью, затем многократно укладывают в складку типа гофра, вкладывают в середину несжатого пакета П-образную металлическую пластину 6 так, чтобы верхняя часть П-образной пластины 6 попала между средней полосой металлической фольги 3 и ее изоляцией 5 и контактировала только с металлической полосой 3, затем сжимают пакет, тем самым получают плоский пакет с плотно прилегающими обкладками.

Для сборки коллектора в оправке между ламелями 1 устанавливают полученные плоские пакеты так, чтобы все концевые части 7 П-образных металлических пластин 6 были радиально направлены к центру оправки, затем собранный пакет коллектора опрессовывают пластмассой, образующей корпус 8 коллектора. Отверстие под вал 9 машины разворачивают разверткой, тем самым зачищают ребра концевых частей 7 П-образных металлических пластин 6. Полученный коллектор устанавливают на вал 9 электрической машины по прессовой посадке, чем обеспечивают надежный контакт между концевыми частями 7 П-образных металлических пластин 6 и заземленным валом 9.

Емкость конденсатора, образованного между каждой ламелью и заземленным валом машины, выбирают из условия обеспечения оптимального и равномерного распределения емкости по коллектору, где собственные емкости машины составляют 5-7% от вводимой емкости C_д, поэтому собственными емкостями машины можно пренебречь.

Таким образом, выполнение предлагаемой коллекторной электрической машины при многовитковых секциях якоря машины повышенной мощности, за счет снижения искрообразования и электромагнитного излучения, позволяет повысить надежность и эксплуатационный ресурс работы данного класса машин, а также существенно повысить качество их электромагнитной совместимости с радиоэлектронными системами различного назначения, количество которых непрерывно возрастает и постоянно расширяется разнообразие выполняемых ими функциональных задач.

Литература: 1. Авторское свидетельство СССР, N 1332433, H 01 R 39/04, 1987.

Формула изобретения

Коллекторная электрическая машина с низким уровнем радиопомех, содержащая вал, на котором размещен коллектор с укрепленными в его пластмассовом корпусе ламелями и установленными между ними посредством изоляционных прокладок, выполненных из материала с высокой диэлектрической проницаемостью, металлическими пластинами, примыкающими неизолированными ребрами к валу, отличающаяся тем, что в качестве изоляционной прокладки в каждом промежутке между боковыми поверхностями ламелей установлен плоский пакет, который выполнен из трех параллельно сложенных полос металлической фольги, разделенных изоляцией с высокой диэлектрической проницаемостью и многократно уложенных в складку, причем одна крайняя полоса металлической фольги своей неизолированной частью контактирует с одной боковой поверхностью ламели, другая крайняя полоса металлической фольги своей неизолированной частью контактирует с боковой поверхностью другой соседней ламели, а средняя полоса металлической фольги в центре плоского пакета своей неизолированной частью контактирует с верхней частью установленной П-образной металлической пластиной, концевые части которой контактируют с валом машины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2