Anordnung zur Erzielung gleicher Stromverteilung auf parallelarbeitende
Bürsten elektrischer Maschinen Arbeiten mehrere Bürsten auf einem Schleifring einer
elektrischen Maschine parallel, so tritt bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten häufig
der Fall ein, daß sich einzelne Bürsten an der Stromführung nicht mehr beteiligen,
so daß die übrigen Bürsten einen erhöhten Strom führen müssen. Diese Bürsten werden
dann übermäßig erwärmt, so daß Bürstenfeuer und letzten Endes eine Zerstörung des
Schleifringes eintreten können. Damit dieser Übelstand vermieden wird, ist bereits
vorgeschlagen worden, bei einer Änderung der gleichmäßigen Stromverteilung auf die
parallelarbeitenden Bürsten ein Verkanten der Bürstenhalter vorzunehmen. Hierzu
werden die Bürstenhalter mit Bimetallfedern gelagert, die vom Strom der parallelarbeitenden
Bürsten, und zwar beispielsweise vom Strom der jeweils in Drehrichtung nachfolgenden
Bürste, durchflossen werden. Es hat sich gezeigt, daß bei einer solchen Anordnung
mitunter Schwierigkeiten auftreten, wenn die Zahl der parallelarbeitenden Bürsten
sehr groß wird. Ist beispielsweise die Zahl der parallelarbeitenden Bürsten gleich
n, so fließt in diesem Fall durch jede Bürste und damit auch durch die Bimetallfeder
der in Drehrichtung nachfolgenden Bürste der Strom
Bildet sich jetzt unter einer Bürste ein Luftpolster, so daß diese Bürste stromlos
wird, so erhöht sich der von den anderen Bürsten aufgenommene Strom um den Faktor
Arbeiten also beispielsweise zwölf Bürsten parallel, so wird beim Ausfall einer
Bürste der Strom um
erhöht. Diese Erhöhung reicht meist nicht aus, die Bimetallfeder ansprechen zu lassen.Arrangement to achieve the same current distribution on parallel working brushes of electrical machines If several brushes work in parallel on a slip ring of an electrical machine, at high circumferential speeds it is often the case that individual brushes no longer take part in the current conduction, so that the other brushes carry an increased current have to lead. These brushes are then excessively heated, so that brush fire and ultimately destruction of the slip ring can occur. In order to avoid this inconvenience, it has already been proposed to tilt the brush holder when changing the uniform current distribution to the brushes working in parallel. For this purpose, the brush holders are mounted with bimetallic springs through which the current of the brushes working in parallel, for example the current of the brush following in the direction of rotation, flows. It has been shown that difficulties sometimes arise with such an arrangement when the number of brushes working in parallel becomes very large. If, for example, the number of brushes working in parallel is n, then in this case the current flows through each brush and thus also through the bimetal spring of the brush following in the direction of rotation If an air cushion is now formed under a brush, so that this brush is de-energized, the current absorbed by the other brushes increases by a factor If, for example, twelve brushes work in parallel, the current is reversed if one brush fails elevated. This increase is usually not sufficient to make the bimetal spring respond.
Zur Vermeidung dieses Nachteils bei Anordnungen, bei denen eine Änderung
der gleichmäßigen Stromverteilung auf die parallelarbeitenden Bürsten ein Verkanten
der Bürstenhalter bewirkt, sieht daher die Erfindung vor, die Bürstenhalter jeweils
in Abhängigkeit vom Strom der durch sie geführten Bürste verkantbar zu machen. Vorteilhafterweise
können hierzu die Bürstenhalter an Bimetallfedern befestigt werden, deren Temperaturen
jeweils vom Strom der durch den jeweiligen Bürstenhalter geführten Bürste mittelbar
oder unmittelbar beeinflußt werden. Hierzu kann man den Strom einer Bürste unmittelbar
durch die Bimetallfeder des diese Bürste führenden Bürstenhalters leiten. Die Bimetallfeder
kann aber auch mit einer Heizwendel versehen werden, durch die der Strom der zugehörigen
Bürste geführt wird. Gegebenenfalls kann hierbei noch ein Transformator oder eine
Steuereinrichtung mit Fremdstromspeisung eingeschaltet werden.To avoid this disadvantage in arrangements in which a change
the even distribution of current to the brushes working in parallel
causes the brush holder, therefore the invention provides the brush holder in each case
to make tiltable depending on the current of the brush passed through it. Advantageously
the brush holder can be attached to bimetal springs for this purpose, their temperatures
in each case indirectly from the current of the brush guided through the respective brush holder
or be influenced directly. To do this, you can use the current of a brush directly
pass through the bimetallic spring of the brush holder leading this brush. The bimetal spring
but can also be provided with a heating coil, through which the current of the associated
Brush is guided. If necessary, a transformer or a
Control device with external power supply can be switched on.
Durch die Erfindung wird verhindert, daß eine über eine längere Zeit
andauernde ungleichmäßige Strom-verteilung auf die parallelarbeitenden Bürsten
zu Schäden und zum schließlichen Betriebsausfall führt. Die Erfindung ermöglicht,
daß auch bei einer größeren Anzahl von parallelarbeitenden Bürsten das Stromloswerden
bereits einer einzigen Bürste ausreicht, ein Verkanten ihres Bürstenhalters zu bewirken,
so daß diese Bürste wieder an der Stromführung beteiligt wird.The invention prevents an uneven current distribution over a long period of time to the brushes working in parallel from leading to damage and eventual operational failure. The invention makes it possible that, even with a large number of brushes working in parallel, the de-energization of a single brush is sufficient to cause its brush holder to tilt, so that this brush is again involved in conducting the current.
An Hand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels
sei die Erfindung erläutert. Auf dem Schleifring 1, dessen Drehrichtung im Gegenuhrzeigersinn
angenommen ist, liegen die vier Bürsten 2 bis 5 auf, die durch die gemeinsame Stromzuführung
6 parallel geschaltet sind. Die die Bürsten 2 bis 5 führenden Bürstenhalter 12 bis
15 sind mittels der Bimetallfedern 22 bis 25 an den Bürstenträgern 32 bis 35 starr
befestigt. Die Bimetallfedern 22 bis 25 werden jeweils vom Strom der Bürste durchflossen,
die sich in dem von ihnen getragenen Bürstenhalter befindet, also die Bimetallfeder
22 vom Strom der Bürste 2, die Bimetallfeder 23 vom Strom der Bürste 3, die Bimetall-Feder
24 vom Strom der Bürste 4 und die Bimetallfeder 25 vom Strom der Bürste 5.Using the exemplary embodiment shown schematically in the drawing
the invention is explained. On slip ring 1, its direction of rotation is counterclockwise
is assumed, the four brushes 2 to 5 are on, through the common power supply
6 are connected in parallel. The brush holders 12 to 5 leading the brushes 2 to 5
15 are rigid by means of the bimetal springs 22 to 25 on the brush holders 32 to 35
attached. The bimetal springs 22 to 25 are each traversed by the current of the brush,
which is located in the brush holder they carry, i.e. the bimetallic spring
22 from the current of the brush 2, the bimetallic spring 23 from the current of the brush 3, the bimetallic spring
24 from the current of the brush 4 and the bimetallic spring 25 from the current of the brush 5.
Es sei angenommen, daß zunächst sämtliche parallelarbeitenden Bürsten
gleichmäßig vom Strom durchflossen werden. Bildet sich jetzt bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten
beispielsweise unter der Bürste 2 ein Luftpolster aus, das zur Stromlosigkeit dieser
Bürste führt, so wird die Bimetallfeder 22, durch die der Strom der Bürste 2 geführt
ist, nicht mehr von diesem Strom erwärmt, so daß sie sich abkühlt und damit eine
Bewegung des Bürstenhalters 12 veranlaßt. Hierdurch wird die Bürste 2 geringfügig
verkantet, so daß das Luftpolster zum Verschwinden gebracht und die Bürste 2
wieder
an der Stromführung beteiligt wird. Hierzu ist bereits ein Kippen um einen geringen
Winkel ausreichend, da beispielsweise die ablaufende Bürstenkante lediglich um einige
,u gehoben zu werden braucht, damit das Luftpolster verschwindet und damit die betreffende
Bürste wieder an der Stromführung beteiligt wird. Hierdurch tritt wiederum eine
Erwärmung der den zugehörigen Bürstenhalter führenden Birnetallfeder ein, so daß
eine rückläufige Bewegung des Bürstenhalters ausgelöst wird. Da diese rückläufige
Bewegung des Bürstenhalters infolge der Trägheit der Bimetallfeder nicht allzu rasch
erfolgt, wird der Radius der Bürstenlauffläche etwas vergrößert, so daß auch nach
der Rückkehr des Bürstenhalters in die alte Lage kein Luftpolster unter der Lauffläche
der Bürste mehr vorhanden ist.It is assumed that initially all brushes working in parallel
be evenly traversed by the current. Now forms at high peripheral speeds
For example, under the brush 2, an air cushion that causes this to be de-energized
Brush leads, so the bimetallic spring 22, through which the current of the brush 2 is passed
is no longer heated by this current, so that it cools down and thus a
Movement of the brush holder 12 caused. This makes the brush 2 slightly
tilted so that the air cushion disappeared and the brush 2
again
is involved in the current management. This is already a slight tilt
Angle is sufficient, since, for example, the brush edge running off only by a few
, u needs to be lifted so that the air cushion disappears and thus the affected
Brush is again involved in the current flow. This in turn causes a
Heating of the associated brush holder leading Birnetallfeder so that
a reverse movement of the brush holder is triggered. Since this is declining
The brush holder does not move too quickly due to the inertia of the bimetal spring
occurs, the radius of the brush contact surface is slightly increased, so that after
When the brush holder returns to its old position, there is no air cushion under the running surface
the brush is more available.
An sich sind bereits Bürstenhalter bekannt, bei denen wenigstens zwei
Bürsten unter Zwischenschaltung je eines Bimetallelementes durch mindestens eine
Anpreßfeder auf die Kollektorlauffläche einer elektrischen Maschine gepreßt werden.
Hierdurch soll erreicht werden, daß bei einer Stromüberlastung der einen Bürste
die dadurch verursachte Durchbiegung des zugehörigen Bimetallelementes den Anpreßdruck
der überlasteten Bürste vermindert und gleichzeitig den Anpreßdruck der anderen
Bürste erhöht. Demgegenüber liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, daß das
Stromloswerden einzelner Bürsten während des Betriebes nicht durch Ungleichmäßigkeiten
im Anpreßdntck entsteht, sondern daß der Ausfall von Bürsten hinsichtlich der Stromführung
durch die Bildung von Luftpolstern unterhalb der Bürstenfläche zustande kommt. Besonders
bei gut eingelaufenen, porenarmen Bürsten mit spiegelglatter Lauffläche kann sich
ein solches Luftpolster einstellen. Es entsteht nämlich infolge einer winzig kleinen
Anhebung der auflaufenden Bürstenkante wie bei Gleitlagern in dem keilförmigen Spalt
zwischen Bürstenlauffläche und Schleifringoberfläche von einer bestimmten Umfangsgeschwindigkeit
ab ein Überdruck, der durch die hydrodynamische Schmierwirkung der Luft hervorgerufen
wird und den Bürstenkontakt unterbricht.Brush holders are already known in which at least two
Brushing with a bimetal element interposed by at least one
Pressure spring are pressed onto the collector surface of an electrical machine.
This is intended to ensure that one brush is overloaded in the event of a current overload
the resulting deflection of the associated bimetal element, the contact pressure
the overloaded brush and at the same time the contact pressure of the others
Brush raised. In contrast, the invention is based on the knowledge that the
Individual brushes do not lose power during operation due to irregularities
in the Anpreßdntck arises, but that the failure of brushes with regard to the current flow
comes about through the formation of air cushions below the brush surface. Particularly
well-worn, low-pore brushes with a mirror-smooth running surface can result
set such an air cushion. Namely, it arises as a result of a tiny little one
Raising of the brush edge as with slide bearings in the wedge-shaped gap
between the brush running surface and the slip ring surface of a certain peripheral speed
from an overpressure caused by the hydrodynamic lubricating effect of the air
and the brush contact is interrupted.