УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ С НЕПОДВИЖНОГО УЗЛА НА ВРАЩАЮЩУЮСЯ ЧАСТЬ
DEVICE FOR TRANSMISSION OF ELECTRIC ENERGY FROM FIXED UNIT TO ROTARY PART

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для непрерывного токосъема и распределения электрической энергии, и может быть использовано для передачи электрической энергии с неподвижного узла на вращающуюся часть объекта, например, в противообледенительных системах вращающихся лопастей летательных аппаратов.
3
Известно устройство для передачи электрической энергии с неподвижного узла на вращающуюся часть, содержащее токосъемник с двумя каналами связи и переключатель регистрируемых каналов, расположенные на общей втулке. Переключатель имеет сепаратор с микровыключателем, который выполнен в виде диска. Микровыключатели объединены по три в группы и установлены на одном диаметре через равные промежутки на торцовой поверхности сепаратора, обращенной к токосъемнику (авторское свидетельство СССР №769670. Токосъемное устройство. - МПК: Н01R 39/64. - Бюл. №37, 07.10.80). Недостатком известного устройства является ограниченность его применения, которое может быть использовано, в частности, для передачи и переключения регистрируемых каналов связи от термопары и тензодатчика. Синхронное включение всех микровыключателей одной группы производится пяткой, которая вместе с фиксирующим шариком, поднимаемым болтом и пружинной гайкой, заключена в корпус, который в совокупности составляют переключающее устройство.
3
Известно устройство для передачи электрической энергии с неподвижного узла на вращающуюся часть, содержащее корпус, основной и дополнительный токосъемники, смонтированные на одной оси, включающие в себя изолированные друг от друга контактные кольца и равномерно установленные вокруг каждого из них контактируемые подпружиненные щетки (авторское свидетельство СССР №813567. Устройство для передачи электрической энергии с неподвижной части на вращающуюся. - МПК: Н01R 39/64. - Бюл. №10, 15.03.81). Данное устройство принято за прототип.
Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является сложность конструкции и ограниченность его применения. Это связано с тем, что контактные кольца основного токосъемника состоят из токопроводящих сегментов, изолированных друг от друга, длина и размещение которых исключают расположение двух щеток на одном из них в любой момент времени. Дополнительный токосъемник выполнен в виде изоляционного диска с концентрично расположенными на нем по торцу одним сплошным и несколькими сегментированными контактными кольцами и включает в себя траверсы, несущие на себе две щетки, соединенные между собой перемычками, одна из которых прилегает к сплошному кольцу.
Основной задачей предложенного технического решения является возможность управления передачей электрической энергии с неподвижного узла на вращающуюся часть к токоприемникам в зависимости от изменения параметров, влияющих на их подключение, определяемых вне устройства.
Техническим результатом, достигаемым предложенным техническим решением, является упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей.
Указанный технический результат достигается тем, что, в известном устройстве для передачи электрической энергии с неподвижного узла на вращающуюся часть, содержащем корпус, силовой и дополнительный токосъемники, которые включают в себя контактные пары из токосъемных щеток, подвижно установленных в кассетах щеткодержателей и изолированных друг от друга контактных колец, последние смонтированы на общей оси, и коммутаторы, производящие коммутацию проводов для передачи электрической энергии от силового токосъемника к независимым токоприемникам, которые установлены сбалансированными на обращенной к токосъемнику торцовой поверхности, согласно предложенному техническому решению,
коммутаторы выполнены с электрическими приводами управления, для чего контактные кольца дополнительного токосъемника соединены с линиями передачи управляющих электрических сигналов, а контактирующие с ними токосъемные щетки соединены с приводами управления этих коммутаторов, при этом каждая щетка, контактирующая с соответствующим кольцом силового токосъемника, параллельно соединена со всеми коммутаторами, количество которых равно числу групп параллельно коммутированных токоприемников;
силовой токосъемник снабжен дополнительной контактной парой для заземления вращающейся части с неподвижным узлом;
количество контактных пар дополнительного токосъемника больше числа коммутаторов, по меньшей мере, на одну контактную пару, токосъемная щетка которой параллельно соединена общим электропроводом с приводами управления всех коммутаторов;
токосъемные щетки силового токосъемника и общего электропровода дополнительного токосъемника установлены, по меньшей мере, с двух диаметрально противоположных сторон контактных колец, соединенные между собой перемычкой;
токосъемные щетки установлены с тангенциальным направлением к контактным кольцам токосъемников, причем контактируемым концом в направлении скольжения по контактному кольцу;
в дополнительном токосъемнике каждая контактная пара содержит по одной токосъемной щетке, каждая из которых расположена на диаметрально противоположных сторонах контактных колец поочередно по мере расположения контактных пар вдоль оси токосъемника;
над торцовой поверхностью установлен защитный колпак, изолирующий коммутированные токосъемники и коммутаторы от внешней среды;
на периферии торцовой поверхности выполнены розетки с электрическими разъемами для присоединения токоприемников.
На фиг.1 показан общий вид предложенного устройства в разрезе; на фиг.2 - то же, вид сверху (колпак условно не показан); на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.1.
Устройство для передачи электрической энергии с неподвижного узла на вращающуюся часть содержит силовой токосъемник 1 и дополнительный токосъемник 2. Силовой токосъемник 1 включает в себя контактные пары, состоящие из колец 3 и токосъемных щеток 4 для передачи электрической энергии от внешнего источника тока к токоприемникам, связанным с вращающейся частью устройства, а также кольца 5 и токосъемных щеток 6 для заземления вращающейся части с неподвижным узлом устройства. Количество пар из контактных колец и токосъемных щеток силового токосъемника 1 равно числу проводников передачи силовой электрической энергии, включая линию заземления. (Фиг.1). Дополнительный токосъемник 2 также включает в себя контактные пары, состоящие из колец 7 и токосъемных щеток 8 для передачи электрических сигналов управления от системы управления к электроуправляемым коммутаторам 9. Количество пар из контактных колец 7 и токосъемных щеток 8 дополнительного токосъемника 2 равно числу проводников передачи управляющих электрических сигналов к приводам управления коммутаторов 9, включая второй общий электропровод. Контактные кольца 3, 5 и 7 размещены изолированными друг от друга на втулке 10, выполненной из диэлектрика и закрепленной на неподвижной оси 11, которые соединены с внешним источником электрической энергии посредством проводов, проходящих через полость неподвижной оси 11. Токосъемные щетки 4, 6 и 8 размещены в щеткодержателях кассетной втулки 12, смонтированной с торцовой поверхностью 13 на корпусе 14 вращающейся части устройства. Каждая токосъемная щетка 4, контактирующая с соответствующим кольцом 3 силового токосъемника 1, параллельно соединена со всеми коммутаторами 9, количество которых равно числу групп параллельно коммутированных токоприемников. Над торцовой поверхностью 13 установлен защитный колпак 15, изолирующий коммутированные токосъемники 1 и 2 и коммутаторы 9 от внешней среды. На периферии торцовой поверхности 13 выполнены розетки 16 с электрическими разъемами для присоединения токоприемников. Электроуправляемые коммутаторы 9, производящие коммутацию линий передачи электрической энергии от силового токосъемника к независимым токоприемникам, закреплены и сбалансированы на обращенной к токосъемникам 1 и 2 торцовой поверхности 13. (Фиг.2). Подпружиненные токосъемные щетки 4, 6 и 8 установлены с тангенциальным направлением к контактным кольцам 3, 5 и 7, соответственно, токосъемников 1 и 2, причем контактным концом в направлении скольжения по контактному кольцу. (Фиг.3). Контактные пары силового токосъемника 1 и общего электропровода дополнительного токосъемника 2 включают в себя, по меньшей мере, две токосъемные щетки, установленные на диаметрально противоположных сторонах контактных колец, соединенные между собой перемычками 17. (Фиг.4). Контактные пары дополнительного токосъемника 2 содержат по одной токосъемной щетке 8, которые установлены поочередно на диаметрально противоположных сторонах контактных колец 7 по мере расположения их вдоль общей оси токосъемника 2. (Фиг.5).
Устройство работает следующим образом.
Каждая контактная пара силового токосъемника 1 посредством контактных колец 3 и токосъемных щеток 4 коммутирует по одной фазе трехфазного переменного тока, вырабатываемого внешним генератором электрической энергии, с вращающимися вместе с торцовой поверхностью 13 коммутаторами 9, последние периодически подключают одновременно три фазы переменного тока к независимым вращающимся токоприемникам одной группы, соединенным между собой, например, звездой. Контактная пара силового токосъемника 1 посредством контактного кольца 5 и токосъемных щеток 6 выполняет функцию заземления вращающейся части с неподвижным узлом. Каждая контактная пара дополнительного токосъемника 2 коммутирует линии передачи управляющих электрических сигналов от внешнего блока управления к трехфазным коммутаторам 9, которые, в свою очередь, включают электропитание группам токоприемников от силового токосъемника 1 в нужный момент посредством проводов, соединяющих электрические разъемы в розетках 16 для присоединения токоприемников.