Коллектор электрической машины

Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик ОПИСАНИЕ 1843056 ТОРСКО СВИДЕТЕЛЬСТВ(23) Приорите 53) УДК 621,313 ,047.2 (088.8) публиковано 30.06,81. Бюллетень24ата опубликования описания 05,07.81 ио делам нзееретений и открытийобретения етической Специальн структорское бюро по изоляции1) Заявитель ШИНЬ 4) КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕ носится к электри к коллекторам э мущественно машектор электрическои токоведущие пласт ашиы и Изобретение от чески м машинам, и именно лектрических машин, преи ин малой мощности.Известны коллекторы электрических машин, токоведущие элементы которых выполнены из углеродных волокнистых материалов, В частности из углеродной ткани с предварительно нанесенным на нее медным покрытием, пропитанной полимерным связующим, образующим межламельную изоляцию. Такой коллектор представляет собой полый 1 а цилиндр с гладкой рабочей поверхностью, обладающий высокой механической прочностью 1.Однако данные коллекторы применимы лишь в электрических машинах низкого напряжения (порядка 12 - 24 В), так как элек трическая проводимость их в тангенциальном направлении лишь на два-три порядка выше проводимости в аксиальном направлении. Кроме того, сборка пакета такого коллектора и опрессовка его связана со значительной технологической сложностью и трудоемкостью.Известен колл "м ны, содержащий ин з углеродных волокнистых материалов, соединенных между собой электропроводным термореактивным связующим 21.Однако, хотя такой коллектор не имеет ограничений по величине напряжения между токоведущими пластинами, у него высокое электрическое сопротивление в аксиальном направлении и для уменьшения его требуется металлизировать боковые стенки межпластинчатых пазов или устанавливать в указанных пазах металлические стержни, обеспечивающие требуемую проводимость в аксиальном направлении, что также связано со значительным усложнением процесса изготовления и повышением потерь в коллекторе.Цель изобретения - уменьшение омических потерь в коллекторе и упрощение технологии его изготовления.Указанная цель достигается тем, что коллектор содержит изоляционную втулку, выполненную в виде ступицы с зубцами, а в качестве углеродного волокнистого материала для токоведущих пластин выбрано высокомодульное волокно, которое уложено в виде пучка параллельных нитей в пазы между зубцами изоляционной втулки.На фиг. 1 представлен предлагаемый коллектор, общий вид; на фиг. 2 - втулка, вид в изометрии.Коллектор содержит токоведущие элементы-пластины 1 из длинномерного высокомодульного углеродного волокна, предварительно пропитанного связующим. В качестве связующего ожет быть применен ряд термореактивных материалов таких, как эпоксидные, бакелитовые, фурфурольные или кремнийорганические смолы. Электропроводность связующего обеспечивается введением в него дисперсной электропроводной компоненты, например графитового порошка, повышающего антифрикционные свойства коллектора,Зубчатая втулка (фиг. 2) из полимерного изоляционного материала обеспечивает равномерность коллекторного деления и фиксацию пучков углеродных волокон в тангенциальном направлении. Зубцы 2 втулки образуют межпластинчатую изоляцию, а стулица 3 служит в качестве корпуса коллектора. Твердость и износостойкость полимерного материала втулки соответствуют износостойкости токоведущих пластин с целью обеспечения равномерности износа рабочей поверхности коллектора.Механическая прочность пластин обеспечивается за счет высокой прочности углеродного волокна (60 - 80 МН/м) вдоль нити. Относительно низкое удельное электрическое сопротивление вдоль волокна (5 ( Д 10 6 Ом м) обеспечивает снижение потерь в коллекторе.Соединение выводов якорной обмотки с токоведущими пластинами осуществляется известными способами - посредством токо- проводящих клеев или пайкой с предварительной металлизацией контактной поверхности. Возможна также и укладка оголенных концов проводов непосредственно в пластину до полной полимеризации связующего.Коллектор изготавливают следующим образом.Вначале изготавливается изоляционная втулка. Выступы-зубья 2 формируются в процессе прессования втулки или получаются механической обработкой цилиндрической заготовки. Токоведущие пластиНы получают намоткой предварительно пропитанного связующим углеродного волокна в пазы втул ки. Намотка может быть осуществлена на намоточном станке одновременно несколькими нитями или прядями. Усилие натяжения нитей переменное, определяется зависи мостью Рн = Ро 1 - (К) ), где Ррпредварительное натяжение, равное 3,5 - 4 Н/м, К - число намотанных витков.После намотки производится термообработка коллектора нагревом на воздухе в течение 3 - 4 ч при температуре на 10 - 15 С выше температуры полимеризации связующего. Затем коллектор механически обрабатывается, при этом снимаются излишки волокон с торцов втулки. Намотка для уменьшения трудозатрат и расхода волокна может производиться на блок втулок, который после термообработки разрезается на отдельные коллекторы.Возможно также проведение термообработки в два этапа - предварительная сушка и окончательная термообработка после соединения коллектора с выводами обмотки.Конкретные технологические режимы определяются в зависимости от вида связующего, серийности производства, марки углеродного волокна,25Формула изобретения Коллектор электрической машины, содержащий токоведущие пластины из углеродзо ных волокнистых материалов, соединенныхмежду собой электропроводным термореактивным связующим, отличающийся тем, что с целью уменьшения потерь в коллекторе и упрощения процесса его изготовления, он содержит изоляционную втулку, выполненную в виде ступицы с зубцами, а в качестве углеродного волокнистого материала для токоведущих пластин выбрано высокомодульное волокно, которое уложено в виде пучка параллельных нитей в пазы между зубцами изоляционной втулки.Источники информации,принятые во,внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР557449, кл, Н 01 К 39/04, 1977.2. Авторское свидетельство СССР 45674133, кл. Н 01 й 39/04, 1979.комитета Си открытийская наб.,од, ул. Про 130 Филиалд. 4/5 ктная, 4 Составите нинаТехред А. Б Тираж 634 ИПИ Государственного по делам изобретений Москва, Ж - 35, Рауш ППП Патент, г. Ужгор