Щеточно-коллекторный узел коллекторной электрической машины переменного тока

Изобретение относится к области электромашиностроения, в частности к щеточно-коллекторному узлу коллекторной электрической машины переменного тока с пониженным уровнем радиопомех. Техническим результатом от использования изобретения является снижение уровня сетевых и целевых радиопомех в коллекторной электрической машине переменного тока. Щеточно-коллекторный узел содержит продороженный коллектор (1) с коллекторными пластинами (2), токоведущие щетки (3), установленные в щеткодержатель (4), которые смещены по направлению вращения коллектора параллельно их установке в радиальные щеткодержатели, расположенные на геометрической нейтрали, на величину, равную половине ширины щетки. За счет смещения щетки радиальная сила, действующая на набегающий край щетки, равняется нулю, что приводит к более устойчивой работе скользящего контакта и снижению уровня радиопомех. 2 табл., 2 ил.

 

Изобретение относится к области электромашиностроения, в частности к щеточно-коллекторному узлу коллекторной электрической машины переменного тока с пониженным уровнем радиопомех.

Известен щеточный узел электрической машины, содержащий щетку, щеткодержатель и нажимную пружину, отличающийся тем, что для уменьшения тангенциальных колебаний в центре щетки по вертикальной оси выполнено отверстие, а щеткодержатель выполнен в виде направляющего стержня, который проходит через указанное отверстие, и форма сечения стержня выполнена в соответствии с формой отверстия, а нажимная пружина охватывает щеткодержатель (авт. св. №2360697/07 МПК Н01K 39/40, 2005 г.).

Недостатком конструкции является наличие радиопомех, обусловленных радиальным колебанием щетки.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является конструкция щеточного узла коллекторной электрической машины, содержащего щетки с уменьшенной шириной. Уменьшение ширины щеток проводилось путем спиливания «зеркала» щеток до размера 0,88 коллекторного деления, при этом давление на них сохранялось неизменным. Уменьшение ширины щетки приводит к уменьшению уровня радиопомех (Известия высших учебных заведений. Электромеханика, с.78-81, 1960 г.).

Недостатком конструкции является снижение только сетевых радиопомех и снижение эффективности при сохранении удельного давления. Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение уровня сетевых и полевых радиопомех в коллекторной электрической машине переменного тока.

Техническая задача достигается тем, что щеточно-коллекторный узел коллекторной электрической машины переменного тока содержит продороженный коллектор с коллекторными пластинами, щеткадержатели с токоведущими щетками, которые смещены по направлению вращения коллектора параллельно их установке в радиальные щеткодержатели, расположенные на геометрической нейтрали, на величину, равную половине ширины щетки.

Предложенная конструкция щеточно-коллекторного узла коллекторной электрической машины переменного тока поясняется чертежами (фиг.1, фиг.2). На фиг.1 изображена предлагаемая конструкция щеточно-коллекторного узла коллекторной электрической машины переменного тока. На фиг.2 изображен прототип с радиальным щеткодержателем, расположенным на геометрической нейтрали.

Предлагаемая конструкция щеточно-коллекторного узла коллекторной электрической машины переменного тока (фиг.1) содержит продороженный коллектор 1 с коллекторными пластинами 2, токоведущую щетку 3, установленную в щеткодержатель 4, смещенный по направлению вращения якоря на величину, равную половине ширины щетки.

Работает устройство следующим образом. При вращении коллектора 1 (фиг.1) происходит механическое соударение набегающего края токоведущей щетки с выступающими под действием центробежных сил коллекторными пластинами 2. Практика показывает, что перепад между коллекторными пластинами 2 по высоте может быть от нескольких микрон до сотых долей миллиметра. При смещенном щеткодержателе радиальная сила F₁, которая приводит к подъему токоведущей щетки 3 над коллектором 1, будет равняться нулю. Это приведет к повышению устойчивости работы токоведущей щетки 3, более устойчивой работе скользящего контакта и уменьшению уровня радиопомех. Для компенсации сдвига токоведущих щеток 3 и сохранения рабочих параметров машины необходимо повернуть коллектор 1 относительно якоря или произвести переподключение концов секций обмотки якоря к коллекторным пластинам. При радиальном щеткодержателе (фиг.2) на набегающий край токоведущей щетки 3 будет действовать сила F по касательной к коллектору 1, которая может быть разложена на составляющие F₁ и F₂. Тангенциальная сила F₂ прижимает токоведущую щетку 3 к щеткодержателю 4, а радиальная сила F₁ будет приводить к подъему токоведущей щетки 3 над коллектором 1, в связи с чем будет меняться сопротивление перехода щетка-коллектор, что вызовет увеличение уровня радиопомех.

Таким образом, поставленная техническая задача достигнута. Изготовлены опытные образцы на ОАО «Лепсе» г.Киров на базе МШУ-2,2-230 (машина шлифовальная угловая), результаты сравнительного анализа сетевых и полевых радиопомех по ГОСТу, прототипа и предложенной конструкции при разной частоте и одинаковой ширине щеток представлены в таблицах 1, 2.

Таблица 1 Уровень сетевых радиопомех, дБ
Частота, МГц	0,16	0,24	0,55	1	1,4	2	3,5	6	10	22	30
По ГОСТ Р51318.14.1-99	70	66	60	59	58	57	56	52	52	52	52
Прототип	44	44	37	31	33	36	42	40	43	33	34
Предлагаемая конструкция	44	44	37	31	33	31	32	36	33	22	22

Таблица 2 Уровень полевых радиопомех, дБ
Частота, МГц	30	45	60	90	150	180	220	300
По ГОСТ Р51318.14.1-99	55	55,6	56,3	57,2	59,5	60,6	62,1	65
Прототип	45,4	44,4	39,4	43,3	36,9	37,5	34,1	24,9
Предлагаемая конструкция	36,4	37,4	39,4	28,4	25,9	21,5	20,1	21,8

Щеточно-коллекторный узел коллекторной электрической машины переменного тока, содержащий продороженный коллектор с коллекторными пластинами, щеткодержатели с токоведущими щетками, отличающийся тем, что щеткодержатели с токоведущими щетками смещены по направлению вращения коллектора параллельно их установке в радиальные щеткодержатели на величину, равную половине ширины щетки.