устройство для передачи электрической энергии с неподвижного узла на вращающуюся часть

Формула изобретения

1. Устройство для передачи электрической энергии с неподвижного узла на вращающуюся часть, содержащее 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, отличающееся тем, что 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.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что силовой токосъемник снабжен дополнительной контактной парой для заземления вращающейся части с неподвижным узлом.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что 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.

4. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что токосъемные щетки силового токосъемника и общего электропровода дополнительного токосъемника установлены, по меньшей мере, с двух диаметрально противоположных сторон контактных колец, соединенные между собой перемычкой.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что токосъемные щетки установлены с тангенциальным направлением к контактным кольцам токосъемников, причем контактируемым концом в направлении скольжения по контактному кольцу.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что 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.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что над торцовой поверхностью установлен защитный колпак, изолирующий коммутированные токосъемники и коммутаторы от внешней среды.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на периферии торцовой поверхности выполнены розетки с электрическими разъемами для присоединения токоприемников.

Описание изобретения к патенту

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.

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. - МПК³: 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.

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. - МПК³: 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.