ЩЕТОЧНЫЙ УЗЕЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ
ELECTRIC MACHINE BRUSH UNIT

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано для повышения эффективности и надежности работы щеточных узлов электрических машин.
Известен щеточно-коллекторный узел электродвигателя (Патент на полезную модель РФ 68803 "Щеточно-коллекторный узел электродвигателя"). Задачей полезной модели является повышение надежности контактного узла при высоких скоростях вращения, за счет повышения механической прочности, а также облегчение обслуживания щеточно-коллекторного узла, замены его составных частей. Поставленная задача решается за счет того, что в электродвигателе, состоящем из статора, ротора, размещенного внутри статора на вращающемся валу, установленном в корпусе двигателя посредством подшипников, размещенных в заднем и переднем подшипниковых щитах, щеточно-коллекторный узел, образованный контактными кольцами, зафиксированными на конце вала ротора, неподвижными щеткодержателями со щетками, а также выводами обмоток ротора, соединенными с контактными кольцами и коробкой выводов, расположен за пределами корпуса электродвигателя в отдельном кожухе, установленном на глубокий посадочный замок подшипникового щита и зафиксированном винтовым соединением по контуру замка, палец щеткодержателей установлен на подшипниковом щите соосно с валом ротора, а выводы обмотки ротора уложены в направляющих, предусмотренных в теле вала ротора. Коммутационные провода щеткодержателей выведены в общую для статора и ротора коробку выводов, расположенную на корпусе электродвигателя..
Недостаток известного щеточно-коллекторного узла заключается в механическом контакте щеток и контактных колец ротора в процессе работы электродвигателя, что приводит к износу механически контактирующих поверхностей.
Изобретение направлено на обеспечение возможности подачи тока на контактные кольца ротора электрической машины без механического соприкосновения щеток и контактных колец ротора электродвигателя.
Сущность изобретения заключается в том, что щеточный узел электрической машины снабжен корпусами контактных устройств подвижно и герметично расположенных на роторе электрической машины и жестко связанных с корпусом электрической машины, внутренняя полость корпусов контактных устройств заполнена жидким металлом, образующим проводник тока от проводников подачи электрического тока (щеток), электрически изолированных от корпусов контактных устройств, в контактные кольца ротора электрической машины.
Новизна изобретения состоит в том, что в зоне контактного кольца и щетки каждой фазы тока образуется замкнутая герметичная полость, при этом рабочая поверхность щетки и рабочая поверхность контактного кольца устанавливаются на некотором расстоянии друг от друга, а пространство между ними заполняется жидким металлом, например, Галлием. В процессе работы электрической машины ток от щеток поступает в жидкий металл и далее поступает на контактные кольца ротора электрической машины. Это позволяет устранить механический контакт и механический износ рабочих поверхностей щеток и контактных колец ротора электрической машины.
На чертеже 1 изображена схема реализации предлагаемого щеточного узла электрической машины.
Ротор 1 электрической машины 2 содержит контактные кольца 3, полость 4, вокруг которых заполнена жидким металлом (например, Галлием), который помещен в полость корпуса контактного устройства 5, соединенного с валом 1 герметично и подвижно. В корпус контактного устройства 5, который жестко связан с корпусом электрической машины 1 посредством жесткого элемента 6, выведены проводники подачи электрического тока J (щетки) 7, находящиеся в постоянном контакте с жидким металлом и электрически изолированные от корпуса контактного устройства 5.
Работает предлагаемый щеточный узел электрической машины следующим образом. Электрический ток через проводники подачи электрического тока 7 подается в жидкий металл, находящийся в полости 4 корпуса контактного устройства 5 и поступает на контактные кольца 3 ротора 1 электрической машины 2, а далее поступает на обмотки электрической машины (на чертеже 1 не показаны).
Предлагаемый щеточный узел электрической машины позволяет отказаться от прямого механического соприкосновения проводников подачи электрического тока (щеток) с контактными кольцами ротора электрической машины и тем самым обеспечить отсутствие механического износа контактных поверхностей проводников подачи электрического тока (щеток) с контактными кольцами ротора электрической машины, что позволит увеличить надежность и эффективность работы.