DE1089868B

DE1089868B - Arrangement for suppressing spark formation in electrical collector machines

Info

Publication number: DE1089868B
Application number: DEP19518A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Rolf Cruel
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1957-10-19
Filing date: 1957-10-19
Publication date: 1960-09-29

Description

Anordnung zur Unterdrückung von Funkenbildung bei elektrischen Kollektor-Maschinen Um eine Funkcnunterdrückung an Kollektoren elektrischer Gleich- oder Wechselstrommaschinen und damit eine Entstörung dieser Maschinen zu erreichen, ist es bekannt, am Kollektor und koaxial zur. Kollektorachse eine, vorzugsweise runde, Scheibe aus spannungsabhängigem Widerstandsmaterial anzubringen, die auf der einen Stirnfläche mit einer der Kollektorlamellenzahl entsprechenden Anzahl metallischer Einzelkontaktbeläge versehen ist, die je mit einer Kollektorlamelle elektrisch leitend verbunden sind.Arrangement for suppressing sparking in electrical collector machines About radio suppression on collectors of electrical DC or AC machines and in order to achieve an interference suppression of these machines, it is known, at the collector and coaxial to. Collector axis a, preferably round, disk made of voltage-dependent To attach resistance material, on the one end face with one of the collector lamellae corresponding number of metallic single contact surfaces is provided, each with a collector lamella are electrically connected.

Hierdurch werden die" beim Übergang der Kohlebürsten von der einen zur nächsten Kollektorlamelle auftretenden Induktionsspannungen unterdrückt. Das Strom-Spannungs-Diagramm eines derartigen Widerstandsmaterials ist in Fig. 1 dargestellt.As a result, the "at the transition of the carbon brushes from the one the induction voltages occurring to the next collector lamella are suppressed. That Current-voltage diagram of such a resistor material is shown in FIG. 1.

Ein Nachteil einer derartigen Anordnung ist, daß hierbei bestenfalls eine Funkenunterdrückung zwischen zwei nebeneinanderliegenden Kollektorlamellen stattfinden kann.A disadvantage of such an arrangement is that here at best a spark suppression between two adjacent collector lamellas can take place.

Die Kohlebürsten wirken aber in der Regel mit sich diametral gegenüberliegenden Kollektorlamellen zusammen. Wenn sich bei der bekannten Anordnung die Induktionsspannungen zwischen zwei diametral gegenüberliegenden Lamellen ausgleichen sollen, so muß ein Strompfad etwa kreisförmig durch die ganze Widerstandsscheibe entstehen, so daß die Spannung pro Längeneinheit gering ist und sich deshalb der Widerstand der Scheibe nicht stark ändert, wodurch wiederum keine genügende Verkleinerung der Induktionsspannungen erzielt wird.However, the carbon brushes usually work with diametrically opposite one another Collector lamellas together. If in the known arrangement, the induction voltages to compensate between two diametrically opposed slats, one must The current path is approximately circular through the entire resistance disk, so that the tension per unit length is low and therefore the resistance of the disc does not change significantly, which in turn does not reduce the induction voltages sufficiently is achieved.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung der obenerwähnten Art, wobei dieser Nachteil behoben ist.The invention relates to an arrangement of the type mentioned above, this disadvantage is eliminated.

Gemäß der Erfindung ist die Widerstandsscheibe auf der anderen Stirnfläche mit einem ringförmigen metallischen Kontaktbelag versehen. Dies hat den Vorteil, daß der Strom von einem Einzelkontakt durch die dünne Widerstandsscheibe zum ringförmigen metallischen Belag und von dort wiederum durch die Scheibe zu dem z. B. diametral gegenüberliegenden Einzelkontakt geht, so daß der Strom also hierbei einen Weg zurücklegt, der lediglich das Zweifache der Scheibendicke beträgt. Es liegt also praktisch die volle Induktionsspannung an dem erwähnten Weg, so daß sich deren Widerstand stark ändert und somit die die Funkenbildung verursachenden Induktionsspannungen unterdrückt werden. Damit wird ein Spannungsschutz gegenüber allen Lamellen erreicht und nicht nur - wie bei der bekannten Anordnung -zwischen zwei benachbarten Lamellen.According to the invention, the drag washer is on the other end face provided with an annular metallic contact coating. This has the advantage that the current from a single contact through the thin resistance disk to the ring-shaped metallic coating and from there in turn through the disc to the z. B. diametrically opposite single contact goes, so that the current thus covers a path, which is only twice the thickness of the slice. So it's practically that full induction voltage on the path mentioned, so that their resistance is strong changes and thus suppresses the induction voltages causing the spark formation will. This achieves voltage protection against all slats and not only - as with the known arrangement - between two adjacent slats.

Die Widerstandsscheibe kann hierbei entweder eine dem Kollektordurchmesser entsprechende Öffnung aufweisen und auf den Kollektor aufgesetzt sein oder an der Stirnseite des Kollektors befestigt werden, wobei sie zweckmäßig eine dem Durchmesser der Kollektorwelle angepaßte Öffnung besitzt und auf der Kollektorwelle, gegebenenfalls unter Zwischenfügung von Isoliermaterial, angeordnet ist.The resistance disk can either be one of the collector diameter Have a corresponding opening and be placed on the collector or on the Front side of the collector are attached, where it is appropriate one of the diameter the collector shaft has adapted opening and on the collector shaft, if necessary is arranged with the interposition of insulating material.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is based on an embodiment shown in the drawing explained in more detail.

In den Fig. 2 und 3 ist in Stirnansicht und im Seitenschnitt ein Kollektor mit einem spannungsabhängigen Widerstand nach der Erfindung dargestellt.In Figs. 2 and 3, a collector is in front view and in side section shown with a voltage-dependent resistor according to the invention.

Auf einer Welle 1 eines Läufers einer elektrischen Maschine sind unter Zwischenfügung einer Isolierstoffschicht 2 sechs Kollektorlamellen 3 angeordnet, die durch längliche Isolierstoffkeile 4, z. B. aus Glimmer, voneinander getrennt sind. An jede Kollektorlamelle 3 ist ein Anschlußdraht 5 einer Läuferwicklung befestigt, z. B. angelötet (in Fig. 2 nicht dargestellt).On a shaft 1 of a rotor of an electrical machine are below Interposition of a layer of insulating material 2 six collector lamellas 3 arranged, by elongated insulating wedges 4, z. B. made of mica, separated from each other are. A connecting wire 5 of a rotor winding is attached to each collector lamella 3, z. B. soldered (not shown in Fig. 2).

Auf den Kollektor 6 ist eine runde Scheibe 7 aus spannungsabhängigem Widerstandsmaterial aufgesetzt. Die Widerstandsscheibe 7 weist eine dem Durchmesser des Kollektors 6 entsprechende Öffnung auf und ist auf einer Stirnfläche mit einer den sechs Kollektorlamellen 3 entsprechenden Anzahl segmentförmiger, metallischer Einzelkontaktbeläge 8 versehen, die mindestens bis zur Öffnung der Widerstandsscheibe 7 reichen und je mit einer Kallektorlamelle 3 durch Lötung 9 unmittelbar elektrisch leitend verbunden sind. Die andere Stirnfläche der Widerstandsscheibe 7 weist einen ringförmigen metallischen Kontaktbelag 10 auf, der ohne Anschluß bleibt.A round disk 7 made of voltage-dependent resistance material is placed on the collector 6. The resistance disk 7 has an opening corresponding to the diameter of the collector 6 and is provided on one end face with a number of segment-shaped, metallic individual contact pads 8 corresponding to the six collector lamellae 3, which extend at least to the opening of the resistance disk 7 and each with a Kallektor lamella 3 by soldering 9 are directly connected in an electrically conductive manner. The other end face of the resistance disk 7 has an annular metallic contact coating 10 which remains without a connection.

Durch die Kohlebürsten, die mit sich diametral gegenüberliegenden Kollektorlamellen zusammenwirken, werden beim Übergang von einer auf die nächste Lamelle Induktionsspannungen erzeugt, die ein Vielfaches, z. B. ein 100faches, der Bürsten- bzw. Lamellenspannung betragen und somit zu einer Fünkenbildung Veranlassung geben körnen. Die Widerstandsscheibe bewirkt nun, daß sich diese Induktionsspannungen ausgleichen. Mit zunehmender Spannung nimmt nämlich der Widerstand der Scheibe 7 stark ab. Zwischen den Kollektorlamellen, an denen die Induktionsspannungen praktisch zugleich auftreten, kann somit über die segmentförmigen Einzelkontakte 8 durch die Scheibe 7 hindurch zum ringförmigen Kontaktbelag 10 und von dort wiederum durch die Scheibe 7 zu den Einzelkontakten 8 zurück ein Strom fließen, so daß die Induktionsspannungen vernichtet werden. Während des Auftretens der Induktionsspannungen werden also alle Kollektorlamellen 3 praktisch kurzgeschlossen, allerdings nur für einen relativ geringen Zeitraum von vorzugsweise etwa einigen-Mikrosekunden, der im wesentlichen von dem Widerstand und der Induktivität der Läufer- und/ oder Ständerwicklung abhängt. Die Widerstandsscheibe 7 muß hierbei so ausgelegt werden, daß ihr Widerstand für die Bürstenspannung und die Lamellenspannung allein, also in den Zeiträumen, wo keine Induktionsspannungen auftreten, praktisch groß gegen die Impedanz der Läuferwicklung bleibt, so daß der Ouerstrom durch den spannungsabhängigen Widerstand in diesem Zeitpunkt klein ist geigen den Läuferstrom.By the carbon brushes, which are diametrically opposed to each other Collector lamellas work together, become when transitioning from a on the next lamella induction voltages generated that are many times over, e.g. B. 100 times that of the brush or lamellar tension and thus leads to spark formation Can give cause. The resistance disk now causes these induction voltages balance. This is because the resistance of the disk 7 increases as the voltage increases strong. Between the collector lamellas, where the induction voltages come in handy occur at the same time, can thus via the segment-shaped individual contacts 8 through the Disc 7 through to the annular contact coating 10 and from there through again the disc 7 to the individual contacts 8 flow back a current, so that the induction voltages be destroyed. During the occurrence of the induction voltages, all Collector lamellas 3 practically short-circuited, but only for one relatively small period of time, preferably about a few microseconds, which is essentially depends on the resistance and inductance of the rotor and / or stator winding. The resistance disk 7 must be designed so that its resistance for the brush tension and the lamella tension alone, i.e. in the periods where no induction voltages occur, practically large compared to the impedance of the rotor winding remains, so that the Ouerstrom through the voltage-dependent resistor in this The moment is small, the rotor current fiddles.

Durch die Widerstandsanordnung nach der Erfindung wird also erreicht, daß beim Auftreten von Induktionsspannungen zwischen den einzelnen Lamellen diese Lamellen alle über den spannungsabhängigen Widerstand für die hohen Induktionsspannungen nahezu kurzgeschlossen werden; außerdem wird durch die Rotation des spannungsabhängigen Widerstandes eine gute Kühlung desselben erreicht.The resistor arrangement according to the invention thus achieves that when induction voltages occur between the individual slats, these Lamellae all over the voltage-dependent resistor for the high induction voltages are almost short-circuited; In addition, the rotation of the voltage-dependent Resistance achieved a good cooling of the same.

Anstatt die Widerstandsscheibe 7 auf _ den Kollektor 6 aufzusetzen, kann diese auch an der Stirnseite des Kollektörs 6 befestigt werden. Hierbei wird man zweckmäßig die Öffnung in der Widerstandsscheibe dem .Durchmesser der Welle 1 anpassen --und die Widerstandsscheibe, gegebenenfalls unter Zwischenfügung von Isoliermaterial, direkt auf der Welle 1 anbringen. Die Einzelkontaktbeläge 8 werden dann wiederum mit den Lamellen 3, z. B. durch Lötung, unmittelbar verbunden.Instead of placing the resistance disk 7 on the collector 6, this can also be attached to the front of the collector 6. Here is one expediently the opening in the resistance disk to the diameter of the shaft 1 - and the resistance disk, if necessary with the interposition of Apply insulation material directly to shaft 1. The single contact pads 8 are then again with the slats 3, z. B. directly connected by soldering.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Arrangement for suppressing spark formation in electrical collector machines, in which a preferably round disk made of voltage-dependent resistance material is attached to the collector and coaxially to the collector axis, which is provided on one end face with a number of metallic individual contact coatings corresponding to the number of collector lamellas are each electrically conductively connected to a collector lamella, characterized in that the resistance disk ('7) - has an annular metallic contact coating (10) on the other end face.

2. Arrangement according to claim 1; characterized in that the individual contact pads (8) segmented; are trained.

3. Arrangement according to claims 1 and 2, characterized marked. that the resistance disk (7) has a corresponding collector diameter has central opening and is placed on the collector (6).

4. Arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that the resistor plate (7) Toggle the end face of the collector (6) is fixed by 5 array.

Claim 4, characterized in that the resistance disk (7) has a diameter the collector shaft (1) has adapted central opening and on the collector shaft, is optionally arranged with the interposition of insulating material.

6. Arrangement according to claims 3 to 5, characterized in that the individual contact coverings (8) with the slats (3), e.g. B. by soldering, are directly connected. Into consideration Drawn pamphlets: British Patent No. 520,652.