CN203589937U - 提高直流测速发电机电刷与换向器接触可靠性的结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种提高直流测速发电机电刷与换向器接触可靠性的结构，包括装有用于对电刷（1）进行施压的蜗卷弹簧（3）的直流测速发电机，并且蜗卷弹簧（3）安装在刷盒（2）上，刷盒（2）通过接线柱（4）安装固定在直流测速发电机端盖的刷架环（1.1）上，刷盒（2）上的安装孔与接线柱（4）的配合间隙为0.015mm～0.08mm，并且电刷（1）的电刷宽度（B）等于或大于直流测速发电机的相邻换向片（5）之间的换向片距（L）。本实用新型不仅具有结构简单、制作容易、工作效率高、质量好的优点，而且还具有产品的工作性能稳定可靠、输出电压稳定、输出电压波形不易出现成片毛刺等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种提高直流测速发电机电刷与换向器接触可靠性的结构，属于有刷直流电机制作技术领域。
背景技术
由于有刷直流测速发电机具有结构简单、受温度变化影响小、电信号易处理的特点，已被广泛应用于各种控制系统中。直流测速发电机在工作时，电枢绕组产生的反电势通过换向器换向整流后，再通过与换向器接触的电刷输出直流电压至控制系统。电刷与换向器之间是滑动接触，二者能否可靠的接触对直流测速发电机的输出电压波形品质具有至关重要的影响。目前大多数直流测速发电机的机座号在30mm以下，受其内部空间限制，这些测速发电机大都采用结构紧凑的蜗卷弹簧及旋转式刷盒，刷盒套在接线柱上，现有的这种结构的电刷与换向器接触可靠性不是很理想，很容易导致测速发电机的输出电压波形毛刺大，甚至产生成片的到零位（即瞬间无输出电压）的毛刺，很容易引起系统抖动；此外，由于现有技术中直流测速发电机的电刷的宽度与换向器的换向片距之比设计得较小，一般都将电刷宽度与换向片距之比控制在0.6～0.8之间，由于换向器都有下刻槽的存在，这会进一步减少电刷与换向器的接触面积，当测速发电机工作在最高转速时，电刷会在换向器表面产生突跳，导致输出电压波形出现成片的毛刺；另外，现有技术中的直流测速发电机的电刷由于与换向片的接触，在工作一段时间后电刷会磨损产生碳粉，碳粉中的石墨或碳晶粒与空气中的水份作用会生成石墨膜；另外，镉铜材料的换向片受到空气温度和湿度的影响会产生金属氧化膜即氧化亚铜或者氧化铜。石墨膜与金属氧化膜属于半导体性质，会增大电刷与换向片接触电阻，从而也会导致输出电压波形出现成片的毛刺。因此，现有的有刷直流测速发电机的结构或制作方式均不够理想，不能满足使用的需要。
发明内容
本实用新型的目的是：提供一种工作性能稳定可靠、输出电压稳定、输出电压的电压波形不易出现成片毛刺、且结构简单、制作容易的提高直流测速发电机电刷与换向器接触可靠性的结构，从而克服现有技术的不足。
本实用新型是这样构成的：本实用新型的一种提高直流测速发电机电刷与换向器接触可靠性的结构为，该结构包括装有用于对电刷进行施压的蜗卷弹簧的直流测速发电机，并且蜗卷弹簧安装在刷盒上，刷盒通过接线柱安装固定在直流测速发电机端盖的刷架环上，刷盒上的安装孔与接线柱（4）的配合间隙为0.015mm～0.08mm，并且电刷的电刷宽度等于或大于直流测速发电机的相邻换向片之间的换向片距。
上述电刷宽度与换向片距之比为1～1.3。
在上述两个相邻的换向片之间设置的下刻槽的槽宽为0.4mm～0.5mm。
上述的直流测速发电机也可为微型有刷直流伺服电动机。
由于采用了上述技术方案，本实用新型将刷盒上的安装孔与接线柱的配合间隙控制在0.015mm～0.08mm，这不仅能有效的减小刷盒在接线柱上的晃动量，而且还能保证刷盒能在接线柱上灵活转动，从而使蜗卷弹簧作用在电刷上的作用力持续和稳定；同时，本实用新型将电刷宽度与换向片距之比制作成1～1.3倍，这种设计是在保证直流测速发电机能可靠工作的情况下使电刷与换向片的接触面积达到最大化，从而有效地消除了电刷与换向片接触工作时，容易产生火花或电压波形毛刺等问题。所以，本实用新型与现有技术相比，本实用新型不仅具有结构简单、制作容易、工作效率高、质量好的优点，而且还具有产品的工作性能稳定可靠、输出电压稳定、输出电压波形不易出现成片毛刺等优点。
附图说明
图1为本实用新型的直流测速发电机电刷与换向器接触的结构示意图；
图2为图1的A-A剖视结构示意图；
图3为本实用新型的直流测速发电机电刷与换向器接触的结构放大时的结构示意图；
图4为本实用新型的电刷磨合装置的结构示意图；
图5为采用本实用新型制作出的产品输出的电压波形图片。
附图标记说明：1-电刷，1.1-刷架环，2-刷盒，3-蜗卷弹簧，4-接线柱，5-换向片，6-下刻槽，7-直流电机端盖，8-芯轴，8.1-滚花圆柱面，9-机壳，10-轴承，11-柔性联轴器，12-电机，13-支架，14-螺栓，B-电刷宽度，L-换向片距，D-下刻槽宽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说。
本实用新型的实施例：本实用新型是根据下述的一种提高直流测速发电机电刷与换向器接触可靠性的方法所构建的，该方法可直接用于对现有技术中的有刷直流测速发电机、特别是要求起动电压极低的微型有刷直流伺服电动机进行生产实施，该方法包括设有通过蜗卷弹簧对电刷施压的直流测速发电机，其蜗卷弹簧安装在刷盒上，并且刷盒通过接线柱安装固定在直流测速发电机端盖的刷架环上，制作时，将刷盒上的安装孔与接线柱的配合间隙控制在0.015mm～0.08mm，同时，将电刷的宽度制作成等于或大于直流测速发电机的换向片距；同时利用现有的银铜镍合金制作换向片，并用现有技术中的牌号为J385的银石墨电刷与其配合使用；在将电刷安装在直流测速发电机上与换向片接触前，预先将电刷安装在一种设有芯轴的电刷磨合装置上，在该芯轴上设有滚花圆柱面，并且使该滚花圆柱面的外圆尺寸与直流测速发电机的换向器的外圆尺寸一致，通过滚花圆柱面对电刷的底端面进行磨合，使电刷的底端面磨合出的圆弧形状与滚花圆柱面的圆弧形状相一致后，再将电刷安装在直流测速发电机上与换向片接触即可。
根据上述方法构建的本实用新型的一种提高直流测速发电机电刷与换向器接触可靠性的结构的示意图如图1～图3所示，该结构包括现有技术中的装有用于对电刷1进行施压的蜗卷弹簧3的直流测速发电机，并且蜗卷弹簧3安装在刷盒2上，并利用接线柱4将刷盒2安装固定在直流测速发电机端盖的刷架环1.1上，其直流测速发电机也可为现有技术中的微型有刷直流伺服电动机；制作时，将刷盒2上的安装孔与接线柱4的配合间隙控制在0.015mm～0.08mm，并且将电刷1的电刷宽度B制作成等于或大于直流测速发电机的相邻换向片5之间的换向片距L（换向片距L为两个相邻换向片中心之间的外圆弧长，如图3所示），最佳方案是将电刷宽度B与换向片距L之比为1～1.3，并且将两个相邻的换向片5之间设置的下刻槽6的宽度D的制作成0.4mm～0.5mm。
用于上述方法的可配合本实用新型一起使用的一种电刷磨合装置的结构示意图如图4所示，该装置包括安装在支架13上的电机12和机壳9，在机壳9上通过轴承10安装有芯轴8，在芯轴的一端设有滚花圆柱面8.1，并且该滚花圆柱面8.1的外圆直径与包括由换向片5构成的直流测速发电机的换向器的外圆直径相同，芯轴8的另一端通过柔性联轴器11与电机12的转轴连接；在芯轴8的滚花圆柱面8.1一端的机壳9的端面上连接直流测速发电机端盖7，并且安装在直流测速发电机端盖7上的电刷1的底端面压贴在滚花圆柱面8.1上；将安装有直流测速发电机端盖7、芯轴8的机壳9与电机12分别通过螺栓14同轴安装固定在支架13上即成。
图5是采用本实用新型的结构所制作出的直流测速发电机输出的电压波形图片。从该图片可看出根据本实用新型的结构所制作的直流测速发电机具有很好的输出电压波形，能够完全满足对测速发电机使用的需要。
Claims (4)
1.一种提高直流测速发电机电刷与换向器接触可靠性的结构，包括装有用于对电刷（1）进行施压的蜗卷弹簧（3）的直流测速发电机，并且蜗卷弹簧（3）安装在刷盒（2）上，刷盒（2）通过接线柱（4）安装固定在直流测速发电机端盖的刷架环（1.1）上，其特征在于：刷盒（2）上的安装孔与接线柱（4）的配合间隙为0.015mm～0.08mm，并且电刷（1）的电刷宽度（B）等于或大于直流测速发电机的相邻换向片（5）之间的换向片距（L）。
2.根据权利要求1所述的提高直流测速发电机电刷与换向器接触可靠性的结构，其特征在于：电刷宽度（B）与换向片距（L）之比为1～1.3。
3.根据权利要求1所述的提高直流测速发电机电刷与换向器接触可靠性的结构，其特征在于：在两个相邻的换向片（5）之间设置的下刻槽（6）的槽宽（D）为0.4mm～0.5mm。
4.根据权利要求1所述的提高直流测速发电机电刷与换向器接触可靠性的结构，其特征在于：所述的直流测速发电机也可为微型有刷直流伺服电动机。
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