СИСТЕМА СКОЛЬЗЯЩЕГО ТОКОСЪЁМА КРИОГЕННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Система скользящего токосъёма криогенной электрической машины.
Полезная модель относится к электротехнике, а более конкретно к конструкциям криогенных электрических машин (КЭМ), в которых используется явление сверхпроводимости, и в которых система скользящего токосъема расположена в криостате.
Конструкция системы скользящего токосъема (далее - ССТ) КЭМ состоит из коллектора, по которым скользят токосъемные рабочие щетки, отличающиеся от традиционных тем, что в них применяются как графитные, металлические монолитные щетки, и щетки, выполненные в виде катящегося цилиндра. Система скользящего токосъема может находиться как в криостате, так, и вне его. Наличие сильных магнитных полей приводит к возникновению поверхностного эффекта, приводящего к неравномерности распределения тока по сечению щеток, а возникающие в результате этого вибрации способствуют повышенному износу. В существующих КЭМ для уменьщения износа рабочих щеток применяются контактные бальзамы, которые подаются на рабочую поверхность коллектора (кольца) с помощью фетровых манжет или пористого материала 1.Недостатком указанной конструкции является высокая вязкость контактного бальзама вне зоны трения при низких температурах внутри машины, что приводит к увеличению тормозного момента.
Указанных недостатков лишена ССТ КЭМ постоянного тока с коллектором, где применяются шётки с углеволокнистыми накладками толщиной 1,5-2,0 мм, расположенные на сбегающем и набегающем краях щётки, обладая различной проводимостью по продольной и поперечной осям, они увеличивают сопротивление коммутирующего контзфа, не меняя общего сопротивления щётки по продольной оси 2. Недостатком указанного технического рещения служит нетехнологичность конструкции, связанная с тем, что по мере износа накладок (а этот срок небольшой из-за их малой толщины) щетки нуждаются в замене. Нспользование накладок приводит к тому, что в определенные моменты Zвремени коммутация осуществляется при помощи этих накладок, что приводит к возникновению пульсационных ЭДС и, соответственно к ложным срабатываниям защитных устройств. При работе узла в криостате, эффективность использор ания материалов на основе углерода является низкой, поскольку для реализации смазочных свойств графитовых композиций нужны пары воды, которых при температуре жидкого азота (-70 °С).
Задачей настоящей полезной модели является уменьшение износа щёток криогенной электрической мащины при условии отсутствия всплесков пульсационных ЭДС.
Технический результат достигается тем, что система скользящего токосъема КЭМ, содержащая коллектор и рабочие щетки, выводы которых предназначены для подключения к источнику питания, дополнительные щётки, изготовмемные и  лисульфида молибдена, расположенные между рабочими щетками, по количеству совпадающие с количеством рабочих щеток, причём площадь контактирования дополнительной щётки равна половине площади рабочей щётки.
Предложенное устройство поясняется чертежом. На фиг.1 показан общий вид системы скользящего токосъема криогенной электрической машины. Па фиг.2 показана экспериментальная зависимость износа рабочих щеток при различных температурах окружающей среды. Система скользящего токосъема КЭМ состоит из рабочих щёток 1, скользящих по поверхности коллектора 2, дополнительных шёток 3 изготовленных из дисульфида молибдена, смазывающих кон;:iK-Tii io ппг5ср 11ост1,, и расположенных между рабочими щетками 1, выводы 4 предназначены для присоединения рабочих щеток к источнику питания. Система содержит две рабочие и две дополнительные щетки.
Работа системы осуществляется след)пющим образом:
При вращении коллектора 2, смазка из MoS2 подается в зону трения с помощью дополнительных щеток 3, изготовленных из дисульфида молибдена. Образовавшийся смазочный слой поднимает рабочую щетку 1 над коллектором. Смазочные свойства дисульфида молибдена реализуются и без присутствия паров воды как в графитовых композициях, поэтому происходит значительное умень LCfJU/J C/
шение коэффициента трения, что способствует уменьшению механической составляющей износа. Кроме того, смазочный слой обладает более высоким переходным сопротивлением по сравнению с графитными щетками, что уменьшает искрение, и значит, износ от коммутационных токов. Целесообразность использования одной дополнительной щетки на одну рабочую вызвана необходимостью получения смазочного слоя дисульфида молибдена одинаковой толщины (юд всеми рабочими щетками для достижения равномерности их износа и  МСИ1И11С11ИЯ иульсационных ЭДС. Соотношение площадей рабочих и дополнительных щеток, равное 2/1 выбрано из условия равенства потерь на трение и электрических потерь.
При использовании дополнительной щетки в зоне температур жидкого азота (- 70 °С) происходит уменьшение износа рабочих щеток в 10-12 раз за счет уменьшения коэффициента трения и интенсивности искрения.
1 Криогенные электрические машины / А.С. Веселовский, В.И. Геминтер, Ь.Б. Лебедева и др.; под ред. Н.Н. Шереметьевского. - М.: Энергоатомиздат, 1985. с.26
2. Особенности работы скользящего контакта в электрической мащине со сверхпроводящей системой возбуждения / В.К. Калашников, В.А. Круглип, А. А. Пономарева и др. - Электротехника, 1981, №8, с. 14-16.
./ac/ /
ЛИТЕРАТУРА