Токосъемное устройство

(19 1)5 Н 01 00) Н 02 К 31/О ГОСУД АРС ПО ИЗОБР ПРИ ГКНТ ЕННЫЙ КОМИТЕТНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПИСАН АВТОРСКО ИЗО ЕТЕНИЯВУ аЯЬИФь.1, ( ДЕТЕЛЬСТ 36436/24-0 ,06.88 .03.90. Бю сковский а ационн ституч л. 310 во СССР 00, 197 ТВО Ав У 736 (54) (57) ся к элек ствования щимся и неожет быть вюМ ввв,Б. Метлин21.3,047(088.8) атент США Р 346913 966.орское свидетельст31, кл. Н 01 Р 39/ОКОСЪЕМНОЕ УСТРОЙС зобретение относит технике, касается усове токопередачи между вращ подвижным электродами и использовано, например, в униполярных машинах. Цель изобретения - увеличение пропускаемого через устройство тока и уменьшение относительных массо- габаритных показателей устройства при .снижении общих потерь мощности путем улучшения соединения щеткодержателя с неподвижным электродом. Устройство содержит вращающийся электрод 1, с которым контактирует щетка 5, кольцевой щеткодержатель 4, ковторый электрически связан с неподвиж - ным электродом 2 жидкометаллическим токоподводом 3, металл которого ра мещен в цилиндрическом зазоре межд щеткодержателем 4 и неподвижным эл1552272 тродом. 2 и ограничен в осевом направлении упругими элементами 8, например уплотнительными резиновыми кольцами. Щеткодержатель 4 со щеткой 5 опирает 5 ся на радиально-упорный подшипник 6 Изобретение относится к электротехнике, а именно к токосъемным устройствам, предназначенным для токопередачи между неподвижным и вращаю,щимся электродами, и может найти применение, например, в униполярных электрических машинах.Целью изобретения является увеличение токопропускания и уменьшениеотносительных массогабаритных показателей устройства при снижении общихпотерь мощности,На фиг, 1 показано устройство, осевой разрез; на фиг. 2 - вариант выполнения устройства с кольцевой канавкой в неподвижным электроде дляоблегчения заполнения токоподвода жидким.металлом; на фиг. 3 - то же, супругими элементами в виде кольцевойпористой матрицы.Токосъемное устройство содержит,вращающийся 1 и неподвижный 2 электроды, электрически соединенные междусобой последовательно с помощью жидкометаллического токоподвода 3 отнеподвижного электрода 2 к кольцевому щеткодержателю 4 и с помощью расположенной на торце щеткодержателя 4,по крайней мере одной, щеткой 5 отщеткодержателя 4 к вращающемуся элект-,10роду 1. Кольцевой щеткодержатель установлен на опоре в виде радиально-,упорного подшипника 6, который взаимодействует со свободным торцом щеткодержателя 4. Щеткодержатель расположен на опоре с вазможностью угловыхперемещений его оси и осевого перемещения под действием нажимных элементов, например, в виде пружин 7. Жидкий металл в жидкометаллическом токоподводе 3 расположен в замкнутомкольцевом объеме, ограниченном в радиальном направлении внутренней поверхностью неподвижного электрода 2и наружной цилиндрической поверхнос 55тью кольцевого щеткодержателя 4, а восевом направлении - дополнительновведенными упругими элементами 8, которые установлены с возможностьюф и поджат к вращающемуся электроду 1нажимными элементами 7. При этом щеткодержатель имеет возможность угловыхперемещений его оси и осевого перемещения. 3 ил. скольжения по одной из указанных поверхностей (например, на фиг. 1 элементы 8 жестко закреплены на щеткодержателе 4 и имеют возможность скольжения по внутренней поверхности неподвижного электрода 2). В качестве упругих элементов 8 могут быть использованы, например, уплотнительные резиновые кольца разной конфигурации (фиг. 1 и 2) или, например, кольцевая пористая матрица 9(фиг. 3) из металлической сетки, установленная, например, в выточке неподвижного электрода 2 и скользящая по поверхности щеткодержателя 4. Иатрица заполнена жидким металлом, удерживаемым в ней за счет капиллярных сил. Для облегчения заполнения токоподвода 3 жидким металлом в неподвижном электроде 2 может.быть выполнена кольцевая канавка 10, размеры и расположение которой соответствуют величине осевого перемещения щеткодержателя, Заполнение жидким металлом токоподвода может производится через трубки 11 (фиг. 1 и 2). В щеткодержателе 4 может быть установлен набор отдельных щеток 5. Щетки могут быть монолитными, подразделенными, волокнистыми. Щетки жестко закреплены в щеткодержателе с обеспеченрем электропроводности соединения, например, пайкой. Неподвижный электрод 2 может иметь каналы охлаждения водой или другим хладагентом. Хлад- агентом может служить также жидкий металл токопоцвода при организации прокачки его по контуру с теплообменником.Устройство работает следующим образом.От вращающегося электрода 1 ток передается через щетку 5, щеткодержатель 4 и слой электропроводкой жидкости токоподвода 3 к неподвижному электроду 2. Нажимные элементы - пружины 7 через радиально-упорный подшипник 6 создают необходимое осевое усилие нажатия на щеткодержатель со щеткой 5, прижимая ее к вращающемусяэлектроду 1, продвигая щеткодержатель вдоль оси устройства по мере износа щетки. Упругие элементы 8 обеспечивают герметичность полости жидкометаллического контакта токоподвода 3Радиально-упорный подшипник 6 вместес упругими элементами В центрируетположение щеткодержателя и допускаетвозможность его угловых перемещений,обеспечивающих стабильность контактащетки 5 с вращающимся электродом 1,а также возможность вращения щеткодержателя,За счет осуществления токопередачи между щеткодержателем и неподвижным электродом через контактную жидкость с высокой электропроводностью,например щелочные металлы и их сплавы, при развитой поперечной площадиконтактирования в устройстве увеличено токопропускание, при этом засчет использования слоя контактнойжидкости вместо гибких токоведущихэлементов, как в известном устройстве, занимающих большое пространство,в устройстве уменьшены относительныемассогабаритные показатели. За счетобеспечения возможности скольженияупругих элементов 8 по одной из контактных поверхностей, между которыминаходится жидкий металл, и наличиярадиально-упорного подшипника, повышается надежность работы устройства,так как появляется возможность осевого и угловых перемещений щеткодержателя, стабилизирующих контактирование щетки. При этом возможность вращения щеткодержателя относительно осиустройства позволяет уменьшить потеримощности на трение, а меньыее общееэлектрическое сопротивление устройства обуславливает меньшие электрические потери мощности, т.е. обеспечивает снижение в устройстве общих потерь мо ности.щФормула изобретенияТокосъемное устройство, содержащее вращающийся и неподвижный элект-,роды, электрически соединенные междусобой последовательно с помощью токоподвода от неподвижного электродак кольцевому щеткодержателю и с помощью расположенной на торце щеткодержателя по крайней мере одной щеткой от щеткодержателя к вращающемусяэлектроду, причем кольцевой щеткодержатель установлен на опоре с возможностью угловых перемещений егооси и.осевого перемещения под действием нажимных элементов, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюувеличения токопропускания и уменьшения относительных массогабаритных 25 показателей устройства при сниженииобщих потерь мощности, упомянутыйтокоподвод выполнен жидкометаллическим, при этом жидкий металл расположен в замкнутом кольцевом объеме, 3 О ограниченном в радиальном направлениивнутренней поверхностью неподвижногоэлектрода и наружной цилиндрическойповерхностью кольцевого щеткодержателя, а в осевом направлении - дополчительно введенными упругими элементами, которые установлены с возможностью скольжения по одной из указанных поверхностей, причем опора щеткодержателя выполнена в виде радиально 4 б упорного подшипника, который взаимодействует со свободным торцом щеткодержателя.