SU1332433A1 - Электрическа машина - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электромашиностроению и может быть использовано при производстве коллекторных электрических машин, обладающих повышенными требовани ми к уровню радиопомех при эксплуатации. Целью изобретени   вл етс  снижение уровн  радиопомех и искрени , возникающих между коллектором и щетками при коммутации , путем равномерного распределени  емкости по коллектору. Между ламел ми коллектора 1 установлены металлические пластины 2, отделенные межламель- ной изол цией 3, с высокой диэлектрической проницаемостью от ламелей и примыкающие неизолированными ребрами к заземленному валу 5 электрической машины. Дл  обеспечени  монолитности коллектора металлические пластины 2 в части, не соприкасающейс  с ламел ми , имеют отверсти  и пазы, заполненные пластмассой 4, а в боковые пазы изолированных металлических пластин 2 закладывают бандаж. Таким образом, уменьшение искрени  и уровн  радиопомех достигнуто при помощи шунтировани  дуговых разр дов под сбегающим краем щетки, емкост ми, равномерно распределенными по коллектору, а также за счет замыкани  высокочастотных пульсаций, противоположных по знаку, образующихс  в каждом сколь- з щем контакте между коллектором и разнопол рными щетками, 2 з.п. ф-лы, 5 ил. (Л

Description

Изобретение относитс  к электромашиностроению и может быть использовано при производстве коллекторных электрических машин, обладающих повышенными требовани ми к уровню радиопомех при эксплуатации.

Цель изобретени  - снижение уров - н  радиопомех и искрени , возникающих между коллектором и щетками при коммутации , путем равномерного распределени  емкости по коллектору, обеспечение монолитности машины и увеличение прочности.

За счет образовани  емкостей, по две параллельных емкости с каждой ламели на заземленный вал машины, создано равномерное распределение емкости по коллектору, что обеспечило замыкание высокочастотных пульсаций, противоположных по знаку от разнопо- л рных щеток,в местах их возникновени  а также отвод высокочастотных паразитных зар дов на земле,чем и достигаетс  снижение уровн  радиопомех и искрени

На фиг. 1 изображен предлагаемый коллектор электрической машины, поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, продольный разрез; на фиг. 3 - схема

замещени  коммутируемой секции, кото- ЗО ламел ми 1. В боковые пазы 7 изолирорую шунтируют несколько емкостей машины , образу  суммарную емкость; на фиг. 4 - диаграммы распределени  емкости относительно ламелей коллектора; на фиг. 5 - схема замещени  предлагаемого коллектора.

Электрическа  машина содержит ламель коллектора, металлическую пластину 2, диэлектрический материал 3, пластмассу 4, заземленный вал 5, отверсти  6 и пазы 7j размещенные в металлической пластине 2 и заполненные пластмассой 4, бандаж 8,установленный в пазах 7.

Кроме того, обозначены собственна  емкость секции 9, емкость 10 секции относительно корпуса машины, емкости 11 между коллекторными пластинами , образованные установленными между ламел ми изолированными метйл- лическими пластинами, примыкающими не изолированными ребрами к заземленному валу 5 электрической машины, щетка 12, щетки 13 и 14 разной пол рности , эквивалентна  схема 15 замещени  металлической пластины 2 с диэлектрическим слоем 3, секции 16 обмотки электрической машины, точки

5

17 соприкосновени  металлических пластин 2 с валом 5.

На диаграммах (фиг. 4) приведены: а - график распределени  суммарной емкости относительно пластин известного коллектора (аналогичные диаграммы у всех промьшшенных машин), , - суммарна  емкость между соседними 0 ламел ми, С,„ - суммарна  емкость между диаметрально-противоположными ламел ми коллектора; б - график распределени  суммарной емкости относительно ламелей в предлагаемой конструкции коллектора.

На схеме (фиг. 5) обозначены высокочастотный ток 1,, замыкающийс  по наикратчайшему пути через емкости 11 одновременно коммутируемых коллекторных пластин, в процессе коммутации., 1 - высокочастотный ток, протекающий по наикратчайшему пути через емкости 11 и заземленный вал 5, одновременно коммутируемых пластин разно- пол рных щеток.

На металлические пластины 2 нанос т диэлектрический материал 3 с высокой диэлектрической проницаемостью с обеих сторон и устанавливают между

5

0

ванных металлических пластин 2 закладывают бандаж 8 и собранный пакет кол- лектора опрессовывают пластмассой 4, котора  заполн ет отверсти  6 и пазы

g 7 металлических пластин 2, что обеспечивает монолитность коллектора.Отверстие под вал машины разворачивают разверткой, тем самым защищают внутренние контактирующие ребра металли0 ческих пластин 2. Собранный коллектор устанавливают на вал 5 электрической машины по прессовой посадке, чем обеспечивают надежный контакт между металлическими пластинами 2 и зазем5 ленным валом 5.

Следовательно, между каждой ламелью 1 и заземленным валом 5 получены по две параллельные емкости,сумма которых равна удвоенной величине

0

5

(2С), Шунтирование каждой секции осуществл етс  четырьм  емкост ми 11, которые включены по6ледовательно-па- раллельным соединением, поэтому численно эквивалентна  емкость указанного соединени  равна единичной емкости Сд, а обща  суммарна  емкость, шунтирующа  секцию машины (фиг. 3), определ етс  выражением

С С

Со

с up 2

(1)

где Сд - емкость между каждой боковой поверхностью ламели и заземленным валом; собственна  емкость секции; емкость секции относительно корпуса машины.

Созданное равномерное распределение емкости по коллектору описываетс  выражением

Сс

С

кр

С kp 2

6 (5-10)%Сд .

(2)

Из выражени  (2) и из графика (фиг.Ю видно, что собственные емкости составл ют (5-10)% от созданных

емкостей С.

I

Емкость конденсатора, образованного между каждой ламелью и заземленным валом машины, выбираетс  из усло- ви  обеспечени  равномерного распределени  емкости по коллектору.

Таким образом, установка изолированных металлических пластин, покрытых материалом с высокой диэлектрической проницаемостью, между ламел - ми, и примыкающих не изолированными ребрами к заземленному валу электрической машины, создает равномерное распределение емкости по коллектору. Это обеспечивает замыкание на самом

коллекторе по наикратчайшему пути вы- 35 системах электроснабжени  на лета- сокочастотных пульсаций, противопо- тельных аппаратах, судах, а также в

и

ложных по знаку, от разнопол рных щеток, а также отвод высокочастотных паразитных зар дов на землю, что снижает существенно уровень напр жений 40 радиопомех на зажимах электрической машины. Равномерное распределение емкости значительно увеличивает суммарную емкость, шунтирующую секцию. На

наземных услови х и в быту в качестве т говых и.приводных электродвигателей , можно существенно повысить качество электромагнитной совместимости перечисленных электрических ма шин с радиоэлектронной аппаратурой и значительно улучшить качество радиосв зи .

завершающем этапе коммутации, в мо- мент разрыва щетки с коллекторной пластиной, электромагнитна  энерги , запасенна  в секции электрической машины, расходуетс  в активном сопротивлении , в дуге и на электромаг- нитное излучение. При наличии увеличенной емкости, шунтирующей секцию на завершающем этапе коммутации,ток, разрываемый щеткой, замыкаетс  через емкости, стрем сь поддержать напр - жение на секции посто нным, что облегчает работу сбегающего кра  щеточного контакта в момент разрыва, в результате чего уменьшаетс  искрообра

332АЗЗ

зование и энерги  электромагнитного излучени .

В исследуемых коллекторных машинах примен етс  диэлектрический материал конденсаторной керамики (G 200).который наноситс  на металлические пластины плазмохимическим способом . Толщина диэлектрического сло , Q получаемого на металлических пластинах ,

15

-

20

25

30

., расположенных между ламел ми, 100 мкм. Таким образом, созданы по две параллельных емкости, с каждой ламели коллектора на заземленный вал машины, соответственно по 580 пФ. За счет образованных емкостей обеспечено равномерное распределение емкости по коллектору, чем достигнуто снижение уровн  напр жений радиопомех на пор док, во всем защищаемом диапазоне частот от 0,15 до 300 МГц и уменьшение искрени  с 1,5 до 1 балла. Снижение искрени  между коллектором и щетками позвол ет увеличить в 1,5 раза срок службы коллекторных электрических машин, так как искрение вызывает подгар и повышенный износ как

щеток, так и коллектора машины.

1

Уменьша  таким образом уровень радиопомех коллекторных электрических машин ,которые нашли широкое применение в след щих приводах,как исполнительные двигатели, генераторы дл  питани  борто- БОЙ аппаратуры и аппаратуры св зи в

и

наземных услови х и в быту в качестве т говых и.приводных электродвигателей , можно существенно повысить качество электромагнитной совместимости перечисленных электрических машин с радиоэлектронной аппаратурой и значительно улучшить качество радиосв зи .

Claims (3)

1. Электрическа  машина, включающа  вал, на котором установлен коллектор , содержащий коллекторные пластины , укрепленные на пластмассовом корпусе и разделенные изол ционными прокладками, выполненными из материала с высокой диэлектрической проницаемостью , отличающа с  тем, что, с целью снижени  уровн  радиопомех и искрени , возникающих между коллектором и щетками при коммутации , путем равномерного распределени  емкости по коллектору, между коллекторными пластинами установлены изолированные металлические пластины, примыкающие неизолированными ребрами к валу.

2. Машина поп.1, отличающа с  тем, что, с целью обеспечени  монолитности машины на участках

металлических пластин, не соприкасаю- д тановлен бандаж.

щихс  с коллекторными пластинами, выполнены отверсти  и пазы, заполненные пластмассой. )

3. Машина попп. 1и2, отличающа с  тем, что, с целью увеличени  прочности машины, в боковых пазах металлических пластин усФиг .2

1Г 11

Фиг.З

нин.

/... ламем

Фuг.

16 16

п

1 ril

ГП

{

.UJ|l ll li lL Jl |ll l|ll JI JIlt |/a iiii iM iii| (ill liii liii ii4i li liii L

nJi iLji VLHttf V V V Vu V) V

T ч T I TirHiT ч

L LJ.J/.LlL : jTLij LJLJ LiJ LLt J tjtLi.JfLL

/5 4 J T L f

15

ь

г4

г-п

h

rf

1

-fl

l |ll l|ll JI JIlt |ii liii ii4i li liii L

ВНИИПИ Заказ 3842/50 Тираж 625Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , А

иг.5