Коллектор электрической машины

1111752574 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 30.07 1) М К. зН 0(54) КОЛ Изобретение относится к электр машинам, в частности к коллектора трических машин, выполненным из у ных материалов, преимущественномашин и машин малой мощности.Известны коллекторы электрических машин из порошковых углеродных материалов на основе естественных или искусственных графитов 11. Существенным недостатком указанных коллекторов из порошковых углеродных материалов является недостаточная механическая прочность, низкая твердость и повышенная хрупкость. Кроме того, такие коллекторы сложны и трудоемки в изготовлении.Известен коллектор электрической машины с токоведущими ламелями, выполненными из омедненной углеродной ткани, покрытой полимерным связующим, служащим в качестве межламельной изоляции, и образующими полый цилиндр с гладкой рабочей поверхностью 12.При этом выбранное соотношение толщины слоев медь в углеродн ткань 1: 3 обеспечивает достаточно низкое электрическое сопротивление как в аксиальном, так и радиальном направлении коллектора. В данной конструкции коллектора слои меди толщиной 0,3 - 0,4 мм, нанесенные на каждую пластину углеродной ткани, выступают на Авторыизобретения Р. ф. Бекише поверхность скольжения коллектора и при контактировании со щетками токопрохождение осуществляется в основном через слои меди, имеющей более высокую элек тропроводность, нежели углеродная ткань,В результате существенно изменяется период и характер коммутации, что приводит к резкому увеличению плотности тока в отдельных областях контакта, и, как следст впе, к искрообразованию и электроэрознонному износу слоев меди. Таким образом, имеет место неравномерный износ по ширине ламели коллектора. Кроме того, при наличии меди на дорожке скольжения кол лектора исчезают основные преимуществаколлекторов из углеродных материалов, а именно: широкая зона безыскровой коммутации, инертность к влиянию внешней окружающей среды, стабильность электриче ского контактированпя коллектора со щетками. Поэтому коллекторы из углеродпой ткани с медным покрытием, выступающим на дорожку скольжения, способны обеспечивать требуемую износоустойчивость эле ментов контакта лишь в электрических машинах с низкими токовыми нагрузками.Целью изобретения является расширениеобласти применения и уменьшения износа коллектора путем равномерного распредед 0 ления тока по ширине углеродной ламели,Эта цель достигается тем, что ламели из углеродной ткани выполнены омедпенными на половину их высоты со стороны противоположной дорожке скольжения коллектора, При таком выполнении коллектора омедненные участки углеродной ткани служат токопроводом к контактной зоне ламели коллектора, что обеспечивает снижение электрических потерь мощности по длине коллекторной пластины и способствует надежному соединению выводов обмотки с отдельными ламелями. В то же время на поверхности скольжения коллектора отсутствуют включения меди, поэтому электропроводность по ширине ламели в зоне рабочей поверхности коллектора постоянная и распределение тока по ширине углеродной ламели равномерно.На чертеже представлен коллектор в разрезе.Пластины 1, образующие токоведущие ламели коллектора, выполнены из углеродной графитированной ткани, например, марки ТГНМ, на которую плазменным способом с обеих сторон нанесено медное покрытие 2 на половину ширины ткани. Коллектор собирают из нарезанных полос углеродной ткани, покрытой медью на половину ширины с обеих сторон, и изоляционной ткани 3 пропитанной полимерным связующим 4, После опрессовки заготовки коллектора представляют собой полые полуцилиндры с гладкой наружной поверхностью, которые затем склеивают для образования коллектора.Радиальное расположение слоев и равномерная плотность полуцилиндров обеспечиваются утолщением по внешнему диаметру полос углеродной ткани, которое может быть выполнено загибанием полосы материала или применением полос меньшей ширины. Однако загибание полосы производится таким образом, чтобы углеродная ткань в области наружной поверхности коллектора была без медного покрытия, а в дополнительных полосах меньшей ширины медное покрытие в нижней их части должно перекрывать омедненную часть основной полосы. Использование слоев углеродной ткани сданным расположением медного покрытия обеспечивает низкое электрическое сопротивление 0,001 в ,01 Ом/мм как в аксиаль ном направлении коллектора, так и в радиальном направлении на омедненных участках. Электрическое сопротивление ламелей коллектора на участках неомеднепной углеродной ткани составляет порядка 0,05 - 0,1 Ом/мм, что соответствует удельному электрическому сопротивлению углеродной ткани 60 в 1 Ом/мм. Учитывая, что длина линий тока на участках неомедненной угле- родной ткани не превышает 3 - 5 мм, указанные величины сопротивлений не приводят к недопустимому увеличению активных потерь на коллекторе при протекании тока до 15 - 20 Л.В то же время равномерное распределение тока по ширине пластины из углеродной ткани в сочетании с высокой электроэрозионной стойкостью последней обеспечивает существенное уменьшение износа ламелей коллектора, что значительно повы шает срок службы электрических машинс коллекторами из углеродных волокнистых материалов.Формула изобретения50 Коллектор электрической машины с токоведущими ламелями, выполненными изомедненной углеродпой ткани, покрытойполимерным связующим, служащим в качестве межламельной изоляции, и образую 35 щими полый цилиндр с гладкой рабочейповерхностью, отличающийся тем, что,с целью расширения области примененияи уменьшения износа, путем равномерногораспределения тока по ширине ламели, ука 40 занные ламели из углеродной ткани выполнены омедненными на половину их высотысо стороны противоположной дорожкескольжения коллектора.Источники информации,45 принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ12701 б 1, кл, 21 с 11 59,19 б 9.2. Авторское свидетельство СССР557449, кл. Н 01 й 39/04, 1977,752574 Составитель В. Черно Редактор В, Левитов Техред А. Камышннкова Корректор О. Иоанеся ипограф я, пр. Сапунова, 2 аказ 1224/18 Изд. ЪЪ 405 Тираж 857НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписно ткрытий