Коллекторная электрическая машина

 

Изобретение относится к электрическим машинам, преимущественно к низковольтным микромашинам постоянного тока с длительным ресурсом и повышенными трубованиями к стабильности электромеханических параметров. Сущность изобретения: щеточный узел, размещенный на суппорте, содержит щетку и две нажимные пружины, одна из которых опирается на другую в месте закрепления щетки. Одна из нажимных пружин выполнена в виде рычага, на свободном конце которого размещен постоянный магнит, отстоящий от внутренней поверхности стального корпуса машины на расстояние, равное произведению начальной рабочей высоты щетки на отношение плеч рычага, а осью вращения рычага служит непосредственно токоподвод, в котором укреплен свободный конец другой нажимной пружины. Предусмотрена возможность выполнения нажимной пружины, на которой закреплена щетка, в виде гиперболической спирали, а также размещение на суппорте пластины из магнитомягкого материала. Реализация изобретения позволяет обеспечить стабилизацию нажатия на щетку при длительной эксплуатации. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электрическим машинам, преимущественно постоянного тока с длительным ресурсом и повышенными требованиями к стабильности электромеханических параметров. Щеточный узел является одним из наиболее ответственных узлов электрической машины. В микромашинах [1] в связи с малыми габаритами узла, низкими усилиями нажатия на щетку, миниатюрными размерами щеток проблема обеспечения ресурса и стабильности электромеханических характеристик машин резко осложняется. При высоте щеток 2-10 мм и сечениях 2-10 мм2 очевидны затруднения, касающиеся конструкции нажимного устройства, обеспечения токоподвода и постоянства нажатия на щетку по мере ее износа.

Известна коллекторная машина [2], содержащая корпус из магнитомягкой стали, коллектор, щеточный узел, размещенный на суппорте, включающий щетку и две нажимные пружины, одна из которых опирается на другую в месте присоединения щетки к другой пружине. Причем свободный конец верхней пружины опирается на штифты или регулировочный винт, служащие для регулирования нажатия на щетку в процессе ее износа.

Недостатком известной конструкции является необходимость постоянного наблюдения за износом щеток и вмешательства оператора в работу машины. В закрытых электрических машинах или при отсутствии доступа к машине, смонтированной в аппаратуре, известная конструкция функционально не реализуема.

Реализация изобретения позволяет устранить указанные недостатки путем обеспечения стабилизации нажатия на щетки при длительной эксплуатации.

Предлагаемая электрическая машина содержит корпус из стали, коллектор, щеточный узел, размещенный на суппорте и содержащий щетку, токоподвод и нажимной механизм, содержащий держатель, на котором установлена щетка и пружинный элемент, выполненный в виде рычага, который опирается на держатель в месте закрепления щетки, на свободном конце рычага размещен постоянный магнит, отстоящий от внутренней поверхности корпуса машины на расстояние, равное произведению начальной рабочей высоты щетки на отношение плеч рычага, а осью вращения рычага служит непосредственно токоподвод, на котором закреплен свободный конец держателя, выполненного в виде пружины. Предусмотрена возможность выполнения пружинного держателя в виде гиперболической спирали и размещения на суппорте пластины из магнитомягкого материала.

На чертеже представлена конструкция электрической машины.

Машина содержит суппорт 1, щетку 2, держатель 3, пружинный элемент, выполненный в виде рычага 4, постоянный магнит 5, корпус машины 6, токоподвод 7, пластину 8 из магнитомягкого материала, коллектор 9.

Машина работает следующим образом.

В исходном состоянии зазор между постоянным магнитом 5 и стальным корпусом машины 6 или пластиной 8 сравнительно большой, определяемый исходной рабочей высотой щетки и соотношением плеч рычага 4. При таком зазоре между магнитом 5 и стальным корпусом машины 6 или пластиной 8 сила притяжения между ними минимальна и сила нажатия, передаваемая через рычаг 4 на щетку 2, также минимальна. При этом первоначальное нажатие на щетку создается пружинным держателем 3, выполненным в виде гиперболической спирали. По мере износа щетки 2 прогиб пружинного держателя уменьшается и нажатие на щетку 2 снижается. Поскольку конец рычага 4 следует за щеткой 2, зазор между магнитом 5 на другом конце рычага 4 и корпусом магнита 6 уменьшается и сила магнитного притяжения возрастает, обуславливая увеличение нажатия на щетку 2. Соотношением плеч рычага 4 можно выбрать желаемую крутизну характеристики "зазор-нажатие". Таким образом возможно обеспечить практически постоянное значение прижатия щетки к коллектору 2 в процессе эксплуатации электрической машины, вплоть до полного износа высоты щеток.

Экспериментальные исследования предлагаемого щеточного узла в составе электродвигателей серии ДПР-32 показали, что первоначальное нажатие на щетку (25 г) сохранялось стабильным при наработке до полного износа щетки. После полного износа рабочей высоты щетки нажатие составило 24-26 г. В щеточном узле указанного изделия с нажимным устройством в виде спиральной плоской пружины по действующей документации при 50%-ном износе рабочей высоты щетки нажатие снизилось до 10-17 г, что вызвало неустойчивость электрического контакта между щеткой и коллектором, повышенный износ щеток, нестабильность параметров электродвигателя.

Формула изобретения

1. КОЛЛЕКТОРНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА, содержащая корпус из стали, коллектор, щеточный узел, размещенный на суппорте и содержащий щетку, токоподвод и нажимной механизм, содержащий держатель, на котором установлены щетка и пружинный элемент, выполненный в виде рычага, который опирается на держатель в месте закрепления щетки, отличающаяся тем, что на свободном конце рычага размещен постоянный магнит, отстоящий от внутренней поверхности корпуса машины на расстояние, равное произведению начальной рабочей высоты щетки на отношение плеч рычага, а осью вращения рычага служит непосредственно токоподвод, на котором закреплен свободный конец держателя, выполненного в виде пружины.

2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что пружинный держатель выполнен в виде гиперболической спирали.

3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что на суппорте размещена пластина из магнитомягкого материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1

PC4A - Регистрация договора об уступке патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный комплекс «ЭЛТОН ЭНВО»

(73) Патентообладатель:Общество с ограниченной ответственностью «МЭЛ»

Договор № РД0017574 зарегистрирован 30.01.2007

Извещение опубликовано: 20.03.2007        БИ: 08/2007



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при производстве коллекторных электрических машин, обладающих повышенными требованиями к уровню радиопомех при эксплуатации

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при производстве коллекторных машин, к которым предъявляются повышенные требования к электромагнитной совместимости при эксплуатации

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при производстве коллекторных электрических машин, обладающих повышенными требованиями к уровню радиопомех при эксплуатации

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в коллекторном электрическом двигателе постоянного тока с дополнительным устройством для улучшения коммутации

Изобретение относится к барабанному коллектору для электрической машины

Изобретение относится к коллектору для электрической машины

Изобретение относится к коллекторным электрическим машинам постоянного тока и универсального питания, имеющим дополнительные устройства для улучшения коммутации

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для испытаний и настройки коммутации коллекторных электрических машин (КЭМ). Технический результат - повышение точности диагностики состояния коммутации КЭМ. В способе диагностики состояния коммутации при вращении коллектора во время прохождения коллекторной пластины с заранее нанесенной меткой мимо датчика положения коллектора световой поток от неепреобразуют датчиком в синхроимпульс с длительностью, равной времени прохождения коллекторной пластины под сбегающим краем щетки, который задерживают устройством для регулируемой задержки импульса до момента подхода исследуемой, предварительно промаркированной коллекторной пластины под сбегающий край щетки. В момент подхода исследуемой коллекторной пластины под сбегающий край щетки синхроимпульс подают на фотоэлектрический преобразователь, которым при помощи ПЗС-матрицы преобразуют световое излучение от искрения в сигнал, эквивалентный изображению щеточно-коллекторного узла и процесса искрения за время прохождения исследуемой пластины под сбегающим краем щетки. Полученные сигналы суммируют, фильтруют до получения результирующего сигнала, эквивалентного изображению искрения, интегрируют и визуализируют. Получают значения интенсивности искрения и отношения длины искрящего края щетки к полной длине края щетки, по которым устанавливают в баллах степень искрения на исследуемой коллекторной пластине так, как указано в материалах заявки. 1 ил.,1 табл.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электродвигателям приводов вспомогательного оборудования подвижных объектов. Технический результат - повышение эффективности работы коллекторного узла и статора двигателя постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов. Устройство электродвигателя постоянного тока повышенной механической мощности с возбуждением статора от постоянных магнитов и электронной коммутацией коллекторных пластин характеризуется тем, что содержит статор, выполненный в виде цилиндрического магнитопроводящего корпуса с размещенными на внутренней поверхности диаметрально расположенными полюсами возбуждения, выполненными из полюсных постоянных магнитов на основе сплавов неодим-железо-бор (Nd-Fe-B, NdFeB). Пластины коллектора соединены проводом с обмоткой якоря. На валу якоря между коллектором и боковой крышкой размещен стробоскопический диск с прорезями по центру пластин коллектора. На боковой крышке, включающей щеточные траверсы, на которых закреплены щеткодержатели с щетками, размещена оптопара, дающая сигнал на электронную схему, которая, в свою очередь, в момент нахождения щетки по центру пластины подает импульс тока, исключая искрообразование при переходном процессе. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к коллекторным электрическим машинам, и может быть использовано в случае, когда определяющим фактором является искровой износ скользящего контакта. Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в унификации применяемых щеток, устранении излишнего многообразия щеток в составе одного щеткодержателя. Указанный технический результат достигается путем того, что все щетки удовлетворяют следующим условиям: 3bл≤bш≤4bл, щетки сдвинуты относительно друг друга в направлении вращения коллектора (1) на величину от 0,5 bл до bл, где bл - толщина пластины коллектора на его рабочей поверхности; bш - ширина щетки. 1 ил.
Наверх