Коллектор электрической машины

) Авторыизобретения Н. Сидоров, Б. М, Сойкин, А. С механический Ленинградский ордена Красного Знаминститут 7) Заявител(54) КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ еской операцией и для своегоения требует приспособления, котоечивает прокачку диэлектрика востоянии под давлением через заяэи со сложной конфигурацией за хнологич существрое обес жидкомзор. В с зора в качестве диэлектрика возможно испол эование только чистых полимеров или полимеровс мелкодисперсным нанолнителем.Основными недостатками данной конструкции являются следующие.Но торцам пакета пластин необходимо выполнять кольцевые или спиральные выемки. Образование выемок возможно только за счет механической обработки, но качествен. ную обработку углеродных материалов возможно обеспечить только за счет использования алмазного инструмента. Однако и при этом такие виды дефектов, как сколы,выкра. шивания и микротрещины, неизбежны.Наличие, с одной стороны, указанных дефектов, а с другой - того, что прочность на срез чистых полимеров или полимеров с мелкодисперсным наполнителем является небольшим, то использование этого техничес"Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к узлам скользящего токо- съема электрических машин.Повьпйение частоты вращения и ужесточение эксплуатационных требований к электрическим маппвам приводит к необходимости повышая надежности узлов скользящеготоко съема.Известен коллектор, содержащий пакет . пластин с плоскими торцами, установлен. ные на корпусе и размещенные на нем нажимные шайбы с зазором относительно па. кета, .зазоры заполняют пластмассой 11, .Пластмасса образует механический замок и изолирует пакет пластин от нажнмных шайб, которйе выполняются иэ металла.Для того, чтобы пластмасса (диэлектрик) образовала более надежный механический эа. мок, иа торцах пакета и нажимных шайб выполняют кольцевые илн спиральные выемки. Форма поперечного сечения этих выемок может быть самая разнообразная.Процесс заполнения зазора, т.е, образование механического замка, является сложной Рогалеви В. Й; Ушаков9971523кого решения становится нецелесообразнымдля быстроходных электрических машин; Этообъясняется тем, что при эксплуатации быст.роходных электрических машин на пакет, пластин действуют значительные центробежные .силы, которые вызывают в каждой пластинедополнительные растягивающие напряжения,Дополнительные растягивающие напряжения,воздействие которых усугубляется указанны.мн дефектами (выступающими в роли кон. 1 Оцентраторов напряжений), приводят к разрушению пластин, Кроме того, центробежныесилы, возДействующие на весь пакет пластин,воспринимаются только теми участками ди.электрика, которые заполняют канавки насамом пакете и нажимных шайбах. Следу.ет учитывать, что сам диэлектрик работаетна срез. Таким образом, из-за указанныхпричин резко снижается эксплуатационнаянадежность известного конструктивного решения.Наиболее близким техническим решениемк изобретению является коллектор, содержащий корпус с наружным кольцевым пазом трапецеидальной формы, в котором сзазором между его боковыми поверхностями размещены контактные пластины трапецеидальной формы, собранные в пакет, азазоры заполнены диэлектриком 121Однако данное устройство характеризуется недостаточной надежностью закрепленияколлекторных пластин,Целью изобретения является повышениеэксплуатационной надежности коллекторабыстроходной электрической машины за35счет повышения прочности самого крепления и обеспечения равномерного поджатиякаждой пластины к базовым поверхностямкорпуса коллектора,Поставленная цель достигается тем, чтоуглы при большем основании каждой изпластин выполнены больше, чем углы прибольшем основании паза,Кроме того, диэлектрик, размещенный вкольцевых зазорах между боковыми поверх 45костями паза корпуса и пакета пластин, выполнен в виде однонаправленного волокнистого материала, пропитанного связующим и намотанного последовательными слоями,На чертеже изображен коллектор, продольный разрез.Предлагаемый коллектор электрическоймашины содержит корпус 1, имеющий понаружной поверхности кольцевой паз с поднутренными выточками, В пазу размещенпакет пластин, состоящий из токопроводящих 552 и изолирующих 3 пластин, при этом все,пластины уложены радиально по отношениюк корпусу 1 и имеют трапецеидальную фор 4му, причем углы при большем основаниипластин по величине больше, чем углы приосновании паза корпуса 1, За счет указан.ной геометрии паза корпуса 1 и пакета пластин между их боковыми поверхностями образованы клинообразные кольцевые зазоры,в каждый из которых заформован диэлект.рик 4.Корпус 1 может изготовляться из диэлект.рика, например стеклотекстолита, или же изметалла. При изготовлении корпуса 1 из металла под пакет пластин необходимо ввестипрокладку из диэлектрика (на чертеже не показана),В качестве диэлектрика 4 использованоднонаправленный волокнистый материал,предварительно пропитанный связующим, например органо- или стеклонити, пропитанные эпоксидным компаундом, т,е. материалы, обладающие высокими механическимии диэлектрическими свойствами.Заполнение зазоров производится замоткой,в процессе которой нитям придается опре.деленное натяжение, и за счет того, что зазоры имеют клинообразную форму, расширяющуюся к оси коллектора, последовательно получаемые слои обеспечивают равномерное поджатие каждой пластины пакета коснованию паза корпуса 1.После отверждения связующего армирован.ный диэлектрик 4 прочно удерживает пакет,состоящий из токолроводящих 2 и изолиру.ющих 3 пластин, в пазу корпуса 1,В процессе эксплуатации на коллекторовоздействуют центробежные силы и их величина тем больше, чем выше частота вра.щения коллектора и чем больше плотностьматериала элементов коллектора. В связи стем, что диэлектрик выполнен в виде кли.нообразного кольца, то центробежные силы,воздействующие на пакет пластин, воспринимаются диэлектриком и передаются накорпус, точнее на наклонные стороны паза,При такой схеме расположения диэлектрика он воспринимает сжимающие усилия, акак известно, практически все материалы работают лучше на сжатие, чем на срез,В настоящее время разработаны рабочиечертежи предлагаемогО коллектора, изготовле.ны опытные образцы и проведено их испытание. При изготовлении опытных образцовв качестве диэлектрика используется однонаправленный органопластик, в качестве ис.ходных компонентов которого выбраны высокомодульные поливинилспиртовые волокнаМВМ - 8 Д и эпоксидный компаунд К - 153.На основе указанных ингредиентов получендиэлектрик е плотностью в пределах 1,1 -1,2 г/см . Если в качестве армирующего997152 Составитель В, ЧерноваТсхред Ж.Кастелевич Корректор О, Била Редактор М. Дылын аз 949/73 88Подл го комитета ССС й и открытийская наб., д. 4/5 Тираж ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 035, Москва, Ж - 35, Раушсное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 волокна использовать стеклянные нити, тополучаются диэлектрики с плотностью в пределах 1,8 - 1,9 г/смз, т.е. в таком диэлектрике под воздействием центробежных сил воз.никают напряжения, которые на 60% выше, 5чем напряжения в диэлектрике на основеорганических волокон,Кроме указанного, за счет равномерногоподжатия пластин к основанию паза корпуса,т,е. к базовым поверхностям, а также засчет высокой надежности их крепления в самом корпусе в предложенной конструкциистановится возможным использование широкой номенклатуры углеродных либо друтихэлектропроводных хрупких материалов как 15изотропного, так и анизотропного строения,За счет предлагаемого конструктивногорешения созданы коллектора быстроходныхэлектрических машин, использующие в качестве электропроводных пластин углеродныематериалы и обладающие высокой эксплуатационной надежностью.Формула изобретения1. Коллектор электрической машины, содержащий корпус с наружным кольцевым 6пазом трапецеидальной формы, в котором с зазорами между его боковыми поверхности. ми размещены контактные пластины трапе. цеидальной формы, собранные в пакет и уложенные радиально, а зазоры заполнены диэлектриком,от лича ющийс я тем, что, с целью повышения эксплуатацион. ной надежности, углыпри большем основании каждой из пластин выполнены больше, чем углы при большем основании паза.2. Коллектор по п. 1, о т л и ч а ю. щ и й с я .тем, что диэлектрик, размещенный в кольцевых зазорах между боковыми поверхностями паза корпуса и пакета плас. тин, выполнен в виде, однонаправленного волокнистого материала, пропитанного связующим и намотанного последовательными слоями; Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ Иф 890985, кл, 21 д 59,1953,2, Патент ГДР Нф 1305, кл, 21 д 59,1953.