МНОГОКАНАЛЬНОЕ ТОКОСЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО
MULTICHANNEL CURRENT COLLECTOR

Изобретение относится к области электротехники, к многоканальным токосъемным устройствам миниатюрного исполнения и может быть использовано в космической технике.
Настоящее изобретение предназначено для передачи электроэнергии с солнечной батареи на космический аппарат.
Известны многоканальные токосъемные устройства (например, авторское свидетельство SU 1737589), объединяющие несколько токопроводящих подшипников, сжатых осевым усилием для обеспечения надежного электрического контакта. Оно отличается точечным электрическим контактом шариков и невозможностью обеспечить постоянный контакт всех токопроводящих шариков подшипника одновременно за счет погрешностей поверхностей колец.
Обеспечение постоянного контакта всех токопроводящих колец решено в патенте RU 2275721 за счет использования упругих токопроводящих колец, расположенных между концентричными наружным и внутренним кольцами. Для обеспечения постоянного контактного давления диаметр упругого токопроводящего кольца выполнен больше разницы радиусов наружного и внутреннего кольца. Данное изобретение взято в качестве прототипа.
Недостатком этого устройства является наличие буртика или сферической поверхности контактных колец и сепаратора, что приводит к увеличению габаритов устройства и существенному усложнению технологии получения минимальной шероховатости, обеспечивающей минимальное переходное сопротивление цепи устройства.
Задачей заявленного изобретения является повышение надежности устройства, снижение массы конструкции и повышение функциональных возможностей.
Поставленная задача достигается тем, что многоканальное токосъемное устройство, имеющее несколько цепей, выполнено из набора подвижных и неподвижных соосных наружных и внутренних токосъемных колец, упругих токопроводящих колец, контактирующих с соответствующими по месту наружными и внутренними токосъемными кольцами, которые разделены изоляционными кольцами. Многоканальное токосъемное устройство имеет сепаратор, выполненный из роликов, расположенных между токопроводящими кольцами, рабочие поверхности наружного и внутреннего кольца цилиндрической формы выполнены с фасками или скруглениями, а разделительные изоляционные кольца выполнены конической формы.
Рабочие поверхности токосъемных колец покрыты металлами, имеющими минимальное переходное сопротивление, например сплавы золота, серебра, палладия и др. Для обеспечения минимального переходного сопротивления и повышения технологичности изготовления деталей рабочие поверхности колец выполнены цилиндрическими с минимальной шероховатостью. Для повышения надежности и ресурса края рабочих поверхностей скруглены радиусом или фаской - созданы зоны для сбора продуктов износа. Обеспечению минимального износа способствует коническая форма разделительных изоляционных колец и радиусные притупления кромок упругих токопроводящих колец. Уменьшение массы и габаритов, что особенно важно в космической технике, обеспечивается применением сепаратора из роликов, расположенных между токопроводящими кольцами. Сепаратор не выступает за габариты токопроводящих колец.
Оптимальный диаметр роликов должен быть меньше разности радиусов наружного и внутреннего колец не более чем на половину величины деформации упругого токопроводящего кольца. Ролики исключают пластическую деформацию упругих токопроводящих колец при эксплуатации. Ролики выполнены из неметаллических материалов с минимальным коэффициентом трения типа фторопласт, полиамиды. Противовращение обеспечивает очистку рабочих поверхностей.
Суть изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид заявленного устройства с разрезом.
Многоканальное токосъемное устройство состоит из нескольких цепей, состоящих из набора наружных 1 и внутренних 2 токосъемных колец, а также упругих токопроводящих колец 3, которые разделены изоляционными кольцами 4 и 5 или 6. Изменяя количество наборов колец можно создать многоканальные токосъемные устройства различной мощности.
В процессе передачи электрической энергии могут вращаться как наружные 1, так и внутренние кольца 2. Передача электрического тока происходит через упругие токопроводящие кольца 3. Электрическая изоляция между электрическими цепями обеспечивается разделительными изоляционными кольцами 4 и 5 или 6. Минимальное трение и очистка рабочих поверхностей колец обеспечивается сепаратором, выполненным из роликов 7, которые вращаются со скольжением за счет одновременного контакта с поверхностями, имеющими различные линейные скорости как по величине, так и по направлению. Продукты износа сметаются роликами в фаски наружных и внутренних колец. Повышению надежности способствует и радиусное скругление торцевых поверхностей упругих токопроводящих колец.
Достигаемый технический результат заключается в уменьшении массы и габаритов устройства (сепаратор не выступает за габариты токопроводящих колец), обеспечении минимального переходного сопротивления цепей, повышении ресурса и надежности устройства за счет сепаратора, выполненного из роликов, очищающих рабочие поверхности, и специальной формы рабочих поверхностей с фасками, а также в повышении технологичности изготовления деталей.