SU1584013A1 - Current collector device - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике, касаетс  усовершенствовани  токосъемных устройств электрических машин посто нного тока. Предпочтительна  область применени  - унипол рные машины большого тока. Цель изобретени  - улучшение эксплуатационных характеристик и повышение удобства замены щеток. Устройство содержит ротор 1 с контактными поверхност ми 2, статор 3 с электродами 4, кольцевую полость 5, в которой размещены щетки 6. Один конец каждой щетки касаетс  поверхности 2 ротора, а другой - электрода 4 статора. Устройство снабжено полым цилиндром 7, установленным в полости 5, с отверсти ми 8, в которых размещены щетки. В статоре выполнены направл ющие поверхности 9 и 10, в которых установлен цилиндр 7 с возможностью поворота вокруг оси устройства. В статоре выполнено окно 11, расположенное напротив отверстий 8 в цилиндре и охватывающее их один осевой р д. По окружности цилиндра выполнены отверсти  12. На статоре установлен стопор 13 со штырем 14, который входит в одно из отверстий 12. Щетка 6 состоит из пучка волокон, зажатых между двум  обкладками и с помощью винтов. На роторе имеютс  контактные кольцо 19 и шины 20, на статоре - шины 21. Проводники и стенки отверстий 8 покрыты электроизол цией 22. 3 ил.The invention relates to electrical engineering, to the improvement of current collection devices of electric DC machines. The preferred application is unipolar high current machines. The purpose of the invention is to improve the performance and ease of brush replacement. The device comprises a rotor 1 with contact surfaces 2, a stator 3 with electrodes 4, an annular cavity 5 in which brushes 6 are placed. One end of each brush touches the surface 2 of the rotor, and the other end of the electrode 4 of the stator. The device is equipped with a hollow cylinder 7 installed in cavity 5, with holes 8 in which brushes are placed. The stator has guide surfaces 9 and 10 in which a cylinder 7 is installed with the possibility of rotation around the axis of the device. A window 11 is made in the stator opposite the holes 8 in the cylinder and one axial row covering them. There are holes 12 around the cylinder. There are a stopper 13 with a pin 14 on the stator, which enters one of the holes 12. The brush 6 consists of a bundle of fibers sandwiched between two plates and with screws. On the rotor there are slip rings 19 and tires 20, on the stator there are tires 21. The conductors and walls of the openings 8 are electrically insulated 22. 3 slugs.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к твердотельным токосъем- иым устройствам электрических машин, и может быть использовано в унипол рных электрических машинах большого тока.The invention relates to electrical engineering, in particular, to solid-state current collecting devices of electrical machines, and can be used in high-current unipolar electrical machines.

Цель изобретени  - улучшение эксплуатационных характеристик и повышение удобства замены щеток.The purpose of the invention is to improve the performance and ease of brush replacement.

На фиг. 1 показано устройство, осевой разрез; на фиг. 2 - сечение А-А н а фиг. 1; на фиг. 3 - щетка.FIG. 1 shows the device, axial section; in fig. 2 is a section A-A and FIG. one; in fig. 3 - brush.

Устройство имеет ротор 1 с кольцевыми контактными поверхност ми 2. Статор 3 содержит электроды 4. В кольцевой полости 5 между ротором и электродами статора размещены щетки 6. Один конец каждой щетки касаетс  контактной поверхности 2 ротора, а другой - электрода 4 статора. Устройство снабжено полым цилиндром 7, установленным в кольцевой полости 5. В цилиндре выполнены сквозные отверсти  8, размеры которых соответствуют размерам щеток 6, причем щетки размещены в этих отверсти х . В статоре выполнены направл ющие поверхности 9 и 10, в которых установлен цилиндр 7 с возможностью поворота сокруг оси устройства. В статоре выполнено также окно 11, охватывающее по меньшей ,иере один осевой р д отверстий в цилиндро 7. В цилиндре выполнены отверсти  12, расположенные по его окружности. На статоре 3 установлен стопор 13, имеющий штырь 14, который входит в одно из отверстий 12 и фиксирует положение цилиндра 7. Щетка 6 (фиг. 3) состоит из пучка электропровод щих упругих волокон 15, зажатых между двум  обкладками 16 и 17 с помощью винтов 18. Контактные поверхности устройства расположены на кольцах 19 (фиг. 1 и 2). Электрические соединени  на роторе осуществл ютс  шинами 20, подсоединенными к кольцам. На статоре 3 установлены шины 21, соединенные с электродами 4. Все токоведущие части устройства электроизо- лированы от остальных его частей. Например , щетки 6 электроизолированы от цилиндра 7 изол цией 22, покрывающей стенки отверстий 8. В устройстве, подготовленном к работе, р д отверстий 8, расположенных напротив окна 11, щетками не зан т .The device has a rotor 1 with annular contact surfaces 2. The stator 3 contains electrodes 4. There are brushes 6 located in the annular cavity 5 between the rotor and the electrodes of the stator. One end of each brush touches the contact surface 2 of the rotor and the other electrode 4 of the stator. The device is provided with a hollow cylinder 7 mounted in an annular cavity 5. Through holes 8 are made in the cylinder, the dimensions of which correspond to the dimensions of the brushes 6, the brushes being placed in these openings. The stator has guide surfaces 9 and 10 in which a cylinder 7 is mounted so that the axis of the device can be rotated. A window 11 is also made in the stator, covering at least one axial row of holes in the cylinder 7. In the cylinder there are holes 12 located around its circumference. A stator 13 is installed on the stator 3, having a pin 14, which fits into one of the holes 12 and fixes the position of the cylinder 7. Brush 6 (Fig. 3) consists of a bundle of electrically conductive elastic fibers 15 clamped between two plates 16 and 17 with screws 18. The contact surfaces of the device are located on the rings 19 (Fig. 1 and 2). The electrical connections on the rotor are made by tires 20 connected to the rings. The stator 3 has busbars 21 connected to the electrodes 4. All current carrying parts of the device are electrically isolated from the rest of its parts. For example, the brushes 6 are electrically insulated from the cylinder 7 by insulating 22, covering the walls of the openings 8. In a device prepared for operation, a series of openings 8 located opposite the window 11 are not occupied by brushes.

В щетке 6 электропровод щие волокнаIn brush 6, electrically conductive fibers

15 могут быть укреплены в обкладках 16 и 17 под углом, отличающимс  от пр мого. Щетка 6 может быть не только волокнистой, но и пластинчатой, состо щей из упругих пластин , собранных в пакет. Щетка может состо ть из двух монолитных частей, прикрепленных к упругой пластине на ее концах с двух противоположных сторон. Поджатие концов щетки к контактным поверхност м может осуществл тьс  с помощью пружин, размещенных в цилиндре. В этом случае наличие упругого элемента в щетке не об зательно. Вместо одного окна 11 в статоре 3 может быть выполнено несколько окон меньшего размера. Дл  стрпора 13 может быть выполнено отдельное отверстие в статоре. Конструкци  стопора 13 и его сочленение с цилиндром 7 могут быть, например, в виде пластины, вход щей в прорезь статора 3 и цилиндра 7. Электроды 4 могут иметь профилированную контактную поверхность вдоль окружности ротора, обеспечивающую сужение полости 5 от входа щеток в эту полость к их выходу. В окне 11 статора может быть установлен15 may be fixed in the plates 16 and 17 at an angle different from the straight one. The brush 6 can be not only fibrous, but also lamellar, consisting of elastic plates assembled in a bag. The brush may consist of two monolithic parts attached to an elastic plate at its ends on two opposite sides. The brush ends can be pressed against the contact surfaces by means of springs located in the cylinder. In this case, the presence of an elastic element in the brush is not necessary. Instead of one window 11 in the stator 3, several smaller windows can be made. For piping 13 a separate hole in the stator can be made. The design of the stopper 13 and its articulation with the cylinder 7 may be, for example, in the form of a plate entering the slot of the stator 3 and the cylinder 7. The electrodes 4 may have a shaped contact surface along the circumference of the rotor, which narrows the cavity 5 from the entrance of the brushes into this cavity to their exit. In the window 11 of the stator can be installed

вкладыш со съемными участками электродов 4 и устройством подачи смазки на контактные поверхности. В этом случае отверсти  8, расположенные напротив окна 11, могут быть тоже зан ты щетками, а устройство может использоватьс  как с установленным стопором 1-3, так и без него.an insert with removable electrode areas 4 and a lubricant supply device to the contact surfaces. In this case, the holes 8 located opposite the window 11 can also be occupied by brushes, and the device can be used with or without a stopper 1-3.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Электрический контакт между проводниками ротора 1 и статора 3 осуществл етс  через щетки 6, расположенные в кольцевой полости 5 и удерживаемые в рабочем положении цилиндром 7. Цилиндр 7 неподвижен , так как св зан со статором 3 черезThe electrical contact between the conductors of the rotor 1 and the stator 3 is made through brushes 6 located in the annular cavity 5 and held in the working position by the cylinder 7. The cylinder 7 is fixed because it is connected to the stator 3 through

5 стопор 13, штырь 14 которого входит в отверстие 12 этого цилиндра. При вращении ротора 1 имеет место скольз щий электрический контакт между поверхност ми 2 колец 19 и соответствующими концами щеток 6. Вторые концы щеток имеют неподвижный электрический контакте электродами 4, от которых отход т шины 21. Прижатие электропровод щих волокон 15 к контактным поверхност м ротора и статора осуществл етс  за счет упругости волокон. В рабочем состо нии устройства один р д отверстий 8, расположенных напротив окна 11. остаетс  свободным. Через эти отверсти  может подаватьс  смазка на контактные поверхности 2 ротора.5 stopper 13, the pin 14 of which is included in the hole 12 of this cylinder. When the rotor 1 rotates, there is a sliding electrical contact between the surfaces 2 of the rings 19 and the corresponding ends of the brushes 6. The second ends of the brushes have a fixed electrical contact with the electrodes 4, from which the tires 21 depart. the stator is made by the elasticity of the fibers. In the operating state of the device, one row of holes 8 located opposite the window 11 remains free. Through these holes lubrication can be applied to the contact surfaces 2 of the rotor.

При техническом обслуживании устройства замена щеток осуществл етс  при остановленном роторе 1 и вынутом стопоре 13. Цилиндр 7 поворачиваетс  вокруг оси с помощью рычага, вставл емого в отверстие 12 через окно 11. Когда р д щеток становитс  напротив окна 11, старые щетки вынимаютс  и вставл ютс  в отверсти  8 новые щетки. Затем цилиндр 7 поворачиваетс  на следующий шаг. При этом вновь установленный р д щеток вдавливаетс  в кольцевую полость 5 между контактными поверхност ми 2 ротора и электродами 4 статора, а р д сработанных щеток выдвигаетс  из полости к окну 11. В этом р ду тоже производитс  замена щеток. Так последовательно замен ютс  все щетки в Отверсти х 8 цилиндра 7. Свободным остаетс  только один р д отверстий 8, расположенных напротив окна 11. После установки стопора 13 устройство готово к работе.When servicing the device, the replacement of the brushes is carried out when the rotor 1 is stopped and the stopper 13 is removed. The cylinder 7 rotates around an axis with a lever inserted into the hole 12 through the window 11. When the row of brushes becomes opposite to the window 11, the old brushes are removed and inserted 8 new brushes in the holes. Then cylinder 7 rotates to the next step. In this case, the newly installed row of brushes is pressed into the annular cavity 5 between the contact surfaces 2 of the rotor and the electrodes 4 of the stator, and the row of actuated brushes extend from the cavity to the window 11. In this row, the brushes are also replaced. In this way, all the brushes in the Holes 8 of the cylinder 7 are successively replaced. Only one row of holes 8 located opposite the window 11 remains free. After installing the stopper 13, the device is ready for operation.

Устройство допускает заполнение щетками всех отверстий 8 цилиндра 7. В этомThe device allows brushes to fill all the holes 8 of the cylinder 7. In this

случае окно 11 должно быть закрыто вкладышем , содержащим съемные участки электрода 4. Если при этом вынуть стопор 13, то вращающийс  ротор будет увлекать щетки 6 вместе с цилиндром 7. Относительна  окружна  скорость в скольз щем контакте между ротором и щетками уменьшаетс , но по вл етс  второй скольз щий контакт между щетками и электродами 4 статора.In this case, the window 11 must be closed by an insert containing removable portions of the electrode 4. If the stopper 13 is removed at the same time, the rotating rotor will entice the brushes 6 together with the cylinder 7. The relative circumferential speed in the sliding contact between the rotor and the brushes decreases, but a second sliding contact between the brushes and the electrodes 4 of the stator.

0 При использовании профилированных электродов 4 с целью более полного использовани  щеток 6 замена каждого р да щеток в отверсти х 6 цилиндра 7 чередуетс  периодами работы устройства с установленным0 When using profiled electrodes 4 in order to more fully use brushes 6, replacing each row of brushes in the holes 6 of cylinder 7 alternates with periods of operation of the device with the installed

5 стопором 13.5 stopper 13.

Claims (1)

Формула изобретени  Токосьемное устройство, содержащее ротор с контактными поверхност ми, статор , полый цилиндр, имеющий сквозные от0 версти , в которых размещены щетки, один конец каждой щетки касаетс  контактной поверхности ротора, в статоре выполнены направл ющие поверхности, в которых установлен полый цилиндр, и окно, охватыва5 ющее по крайней мере один осевой р д отверстий, отличающеес  тем, что, с целью улучшени  эксплуатационных характеристик и повышени  удобства замены щеток , полый цилиндр установлен сThe current-to-land device comprising a rotor with contact surfaces, a stator, a hollow cylinder having through-holes, in which brushes are placed, one end of each brush touches the contact surface of the rotor, and in the stator there are guide surfaces in which a hollow cylinder is mounted, and a window covering at least one axial row of holes, characterized in that, in order to improve performance and increase the convenience of replacing brushes, the hollow cylinder is installed with 0 возможностью поворота относительно статора , статор снабжен кольцевыми электродами , охватывающими с зазором полый цилиндр и имеющими прорезь напротив окна в статоре, а кажда  щетка вторым концом0 can be rotated relative to the stator, the stator is provided with annular electrodes, covering with a gap the hollow cylinder and having a slot opposite the window in the stator, and each brush has a second end 5 касаетс  электрода статора.5 relates to a stator electrode. 2121