SU817827A1 - Токосъемное устройство - Google Patents

Description

(54) ТОКОСЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО

1

Иобретение относитс  к электротехнике и касаетс  щеток дл  электрических машин .

Известен р д токосъемных устройств, предназначенных дл  работы при высоких плотност х тока.

Отличительной особенностью таких щеток  вл етс  дискретное строение, когда сама щетка состоит из угольных частиц правильной формы. Помещенные в щеткодержатель специальной конструкции и сжатые любым способом частицы расклиниваютс  между собой и образуют контакт со стенками щеткодержател  и кольцом. Поэтому надобность в проводнике, которым снабжаютс  обычные щетки, отпадает. Это обсто тельство и большое количество контактных точек, образуемых щеткой с кольцом, обуславливают использование подобных щеток при повышенных плотност х тока.

Известно токосъемное устройство, в котором шаровые угольные частицы засыпаютс  в полую цилиндрическую обойму (щеткодержатель ), установленную над гладким, кольцом 1,

Недостатком конструкции  вл етс  значительное несоответствие между контакт

ной площадью щетки со щеткодержателем, образуемой суммой точечных контактов, и площадью контакта щетки с коллектором, котора  при износе щетки может в дес тки раз превышать первую. Это ограничивает допустимую плотность тока, котора  в та ких щетках 45-50 А/см 2.

Этот недостаток в достаточной степени компенсируетс  в устройстве, где щеткодержатель выполнен в виде коаксиальИо вставленных друг в друга цилиндров, в которые засыпаютс  шаровые угольные частицы. Дополнительные цилиндрические перегородки позвол ют увеличить контакт щетки со щеткодержателем и допустимую плотность тока до 60 А/см 2.

Известно токосъемное устройство дл  электрических машин, содержащее коллектор , секционный щеткодержатель в виде набора трубок с расположенной в них насыпной щеткой, состо щее из элементов, размещенных в трубках таким образом, что оси элементов ориентированы по касательной к окружности коллектора. Контакт роликовой щетки со щеткодержателем в несколько раз превышает KOHTaKt дл  шариковой.

Соответственно увеличиваетс  и допустима  плотность тока 3.

Однако из-за-несоответстви  между контактными площад ми щетки и щеткодержателем и щетки с коллектором плотность тока недостаточно велика - 80-100 А/см 2, а следовательно, мало и приращение единичной мощности электрической машины.

Цель изобретени  - увеличение единичной мощности электрической мащины за счет повыщени  плотности тока.

Указанна  цель достигаетс  за счет того, что в известном токосъемном устройстве, содержащем коллектор, секционный щеткодержатель в виде набора трубок с расположенной в них насыпной щеткой, состо щее из элементов, размещенных в трубках таким образом, что оси элементов ориентированы по касательной к окружности коллектора, элементы выполнены в виде цилиндрических сегментов, высота которых равна 0,55- 0,60, а радиус 0,45-0,50 щирины трубки.

При выборе формы и размеров угольных элементов нужно учитывать, что площади контакта щетки с коллектором и со стенками щеткодержател  должны быть примерно одинаковыми, чтобы во врем  работы сохран лс  режим их одинакового нагружени . При оценке площади контакта щетки со щеткодержателем необходимо иметь в виду, что ток от щетки к коллектору передаетс  (в зависимости от износа щетки) либо одним, либо двум  угольными элементами. Угольные элементы, расположенные вдоль одной стенки трубки щеткодержател , не должны соприкасатьс  между собой. В противном случае нарущаетс  условие возникновени  расклиниваюьцих усилий между ними. Конструкци  становитс  неработоспособной. Размеры угольных элементов нужно подбирать так, чтобы усили , прижимающие угольные элементы к стенкам трубок (Рт) и к- коллектору (Рц) были примерно равны Р РК. Если РГ Рц, силы трени  щетки о щеткодержатель могут привести к самоторможению щетки.

Расчетами установлено, что все три услови  лучщим образом выполн ютс  при применений угольных элементов в виде цилиндрических сегментов, высота которых he 0,55-0,60, а радиус г 0,45-0,50 ширины трубки.

На чертеже показано устройство, вертикальный разрез.

Устройство состоит из коллектора 1, насыпной щетки 2 и щеткодержател  3.

Собственно щетка представл ет собой некоторое количество цилиндрических сегментов , которое определ етс  заданным ресурсом работы, скоростью износа угольного материала , сечением щетки и т.д.

Сегментные элементы загружаютс  тем или иным способом в многосекционный щеткодержатель из медных, цельнот нутых, пр моугольных трубок. Описываемые щетки лишены арматуры. В это.м случае щеткодержатель крепитс  на неизолированном участке электрической машины. Поэтому ток подтекает к щетке непосредственно от щеткодержател . Чтобы увеличить допустимую

плотность тока через щетку и надежность контакта щетка-щеткодержатель элементы выполн ют в виде цилиндрических сегментов , которые контактируют со щеткодержателем плоскост ми лысок. В качестве нажимного механизма может служить либо

пружина, либо сжатый воздух. Так как диаметр элементов всегда меньще ширины трубки щеткодержател  (), то под действием нажимного усили  происходит неполное расклинивание элементов между собою и стенками трубок. Причем одна составл юща  усили  (РК) перемещает щетку по мере износа , друга  (РТ) прижимает элементы к стенкам трубок, образу  между ними механический и электрический контакт. Поэтому в этой конструкции отсутствуют проводники, которыми снабжаютс  обычные щетки.

Элементы располагаютс  в трубках так, что их оси оказываютс  направленными вдоль оси вращени  поверхности токосъема. Поэтому элементы не вращаютс , а скольз т,

5 и щетки оказываютс  пригодными дл  работы как на коллекторах, так и гладких кольцах .

Каждый изнашивающийс  элемент замен етс  расположенным над ним в трубке. Причем щетка может быть использоватьс ,

0 пока в трубке остаетс  два элемента, так как в этом случае еще может происходить расклинивание между ними.

Предлагаемое токосъемное устройство позвол ет получить плотность тока 150- 200 А/см, что позволит сэкономить проводниковые , конструкционные и изол ционные материалы за счет уменьшени  размеров коллекторов или контактных колец.

В другом случае, не измен   размеров электрической машины, но повыша  плотность тока в щеточном контакте, увеличивают единичную мощность машины, прин в необходимые меры по усилению проводниковых цепей. Доведение плотности тока до 200-300 А/см позволит примен ть щетки на унипол рных машинах, которые до сих пор стро тс  с жидкометаллическим токосъемом .

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР 208103, кл. Н 01 R 39/28, 1966.

2.Авторское свидетельство СССР 555474, кл. Н 01 R 39/28, 1975.

3.Авторское свидетельство СССР 440731, кл. Н 01 R 39/28, 1973.