Коллектор электрической машины

А ИВ Н 01 В 3 САНИЕ РСНОМУ С ЗОБРЕ ЕТЕЛЬСТВУ е бю КонструкцияМ,-Л., ГЭИ,ССС 77. етельст 39/04,т л и- изоляциадиальные еся межС е 1)чтолненыобщающ ЭЛЕКТРИЧЕСКмплект колле СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ9(71) Специальное конструкторскро завода фЭлектромашинаф(56) 1. Алексеев А.Е электрических машин.1958.2Авторское свид В 527782, кл. Н 01 Я (54)(57) 1, КОЛЛЕКТО МАШИНЫ) содержащий к торных и изоляционныхновленных на металличепосредством бандажныхложенных в кольцевых пч а ю ш и и с я тем,повышения механическойсо стороны рабочей повлекторных пластин выпоные каналы, поперечныерых выполнены меньше тны, радиальные каналыкольцевыми пазами.2, Коллектор по пч а ю ш и й с я тем,онных пластинах выпои кольцевые пазы, соду собой,ластин, устакой втулке олец, распозах, о т л ито, с целью прочности, рхности колнены радиальразрезы котолщины пластиоединены сИзобретение относится к электромашиностроению, в частности к конструкциям коллектора, и может бытьиспользовано в электрических машинах,Известен коллектор, в которомколлекторные пластины закреплены нажимными конусами, состоящий иэ медных пластин трапецеидального сечения, разделенных изоляционными прокладками и собранных в круговую аркув специальном приспособлении. В торцах круговой арки проточены конусныевыточки с центральным углом 30-35посредством которых соответствующиеконусные выступы на втулке и нажимном конусе удерживают круговую арку 15коллектора. Втулка и нажимной конусизолированы от коллекторных пластинмиканитовыми манжетами и изоляционным цилиндром Г 11,Благодаря сопряжению втулки и на- ожимного конуса с круговой аркойколлектора по конусной поверхностис углом наклона в 30 аксиальноеусилие стяжных болтов или расположенной на втулке гайки создает радиальную составляющую, направленнуюк центру, Это давление порождаетарочный распор, спрессовывающий медные и миканитовые пластины в монолитную круговую арку коллектора. При работе электрической машины на коллекторные пластины действуют силы арочного распора, центробежные силы и силы температурного расширения.3Суммарное усилие прилагается посредине опорной поверхности конуса н втулки. При механическом расчете коллектора фласточкин хвост пластины рассматривают как консольную 4 О балку 1, нагруженную реактивной силой к либо силой 12 и защемленную. Вся пластина рассматривается при этом как балка, упирающаяся в точках М и И и нагруженная посредине результирующей реактивных сйл 1 и В, вэятой с обратным знаком (т.е. .Уммарным усилием, приходящимся на одну пластину, - сила Р ), Прочность ласточкиных хвостов коллекторных пластин ограничивает предельно допустимую окружную скорость коротких коллекторов, а прочность самой пластины на изгиб ограничивает как окружную скорость, так и допустимую длину пролета между точками опоры на нажимные конусы,1+27,-Р=О;РЧ 2Задача один раэ статически неопределима, за лишние неизвестныепринимаем реакции Е и Ед .Уравнение перемещений точкиС : У - О.Уравнение справедливо, когда про.60 гиб в точке С от силы Р равен прогибу в точке С от реакций а, и Й .Прогиб в точке С от силы Р Р аЙЯ "ЬЕЭ Для высокооборотных высокоиспользованных электрических машин необходимо обеспечить механическую прочность коллекторовИзвестен коллектор электрической машины, соцержащий комплект медных и изоляционных пластин, установленных на металлической втулке посредством бандажных колец, расположенных в кольцевых пазах 2 .Укаэанный коллектор характеризуется недостаточной механическойпрочностью,Цель изобретения - повышение механической прочности коллектора.Поставленная цель достигаетсятем, что со стороны рабочей поверхности коллекторных пластин выполненырадиальные каналы, поперечные разрезы которых выполнены меньше толщиныпластины, причем радиальные каналысоединены с кольцевыми пазами,Кроме того, в изоляционных пластинах могут быть выполнены радиальныеканалы и кольцевые пазы, сообщающиеся между собойНа фиг. 1 изображен предлагаемыйколлектор; на фиг. 2 - вид А нафиг. 1; на фиг, 3 - то же, с широкими пластинамиВ результате устройства дополнительных опор с реакциями Е и Еуменьшаются реакции к и, а следовательно, уменьшаются напряженияв ласточкиных хвостах, Исключается прогиб пластины посредине, азначит повидается монолитность коллектора.уменьшение реакций Й и Р 2 Разгружает элементЫ корпуса коллектора,снижая в них и в корпусной изоляциимеханические напряжения.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет при минимальномизменении конструкции и технологииизготовления значительно повыситьмеханическую прочность.Покажем достоверность достиженияцели предлагаемого изобретения, Опре.делим реакции Х и Х 2 . Для этого4,запишем уравнение статики д- ю2+2.1-Р=О, 21 Так как пластина симметрична,Й:Й и 22Заказ 11051/54 ираж 597 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Мсква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатент, г,ужгород, ул, Проектная, 4 Р05 Р 0 96 Р 004 РКоллектор состоит из медных пла- О стин 1 и изоляционных прокладок 2 между ними, собранных в круговую арку и удерживаемых вместе посредством коллекторной втулки 3, нажимного конуса 4 и гайки 5, изоляционных 15 манжет 6, 7 и изоляционного цилиндра 8. Внутри медных пластин и изоляционных прокладок имеются отверстия 9. Замкнутые кольцевые пазы, имеющиеся внутри арки, в результате сборки меДных пластин 1 и изоляционных прокладок 2 с отверстиями 9 после сборки и опрессовки коллектора, заполнены через сообщающиеся с ними радиальные каналы 10 в одной или двух рядом лежащих пластинах термореактивной высокопрочной пластической массой 11.В предлагаемом коллекторе термореактивная пластмасса 11 после полиме 30 ризации образует жесткие армирукаЖекольца, служащие дополнительнымиопорами для пластины с реакциямиЕ, и г . В результате уменьшаютсяреакции 1, и 9, что вызывает значительное снижение механических напряжений в ласточкиных хвостахколлекторной пластины и в деталяхкорпуса коллектора. Исключается прогиб в средней части коллектора пластины за счет введения дополнительных промежуточных опор,В качестве базового дбъекта взятколлектор двигателей постоянноотока серии 2 П.устройство дополнительных опор ввиде жестких армирующих колец снижает в 1,65 раза величину реакции и,соответственно, напряжения в ласточкиных хвостах и в элементахкорпуса предлагаемого коллектора посравнению с базовым. Одновременнос этим значительно снижается напряжение изгиба в средней части пластины, повышается жесткость и монолитность коллектора,Использование предлагаемого коллектора позволяет создать высокоскоростные электрические машины, в которых базовый коллектор не применимпо условиям прочности,