提高直流測速發電機電刷與換向器接觸可靠性的結構的製作方法

2023-06-04 19:08:21

提高直流測速發電機電刷與換向器接觸可靠性的結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種提高直流測速發電機電刷與換向器接觸可靠性的結構，包括裝有用於對電刷（1）進行施壓的蝸卷彈簧（3）的直流測速發電機，並且蝸卷彈簧（3）安裝在刷盒（2）上，刷盒（2）通過接線柱（4）安裝固定在直流測速發電機端蓋的刷架環（1.1）上，刷盒（2）上的安裝孔與接線柱（4）的配合間隙為0.015mm～0.08mm，並且電刷（1）的電刷寬度（B）等於或大於直流測速發電機的相鄰換向片（5）之間的換向片距（L）。本實用新型不僅具有結構簡單、製作容易、工作效率高、質量好的優點，而且還具有產品的工作性能穩定可靠、輸出電壓穩定、輸出電壓波形不易出現成片毛刺等優點。
【專利說明】提高直流測速發電機電刷與換向器接觸可靠性的結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種提高直流測速發電機電刷與換向器接觸可靠性的結構，屬於有刷直流電機製作【技術領域】。
【背景技術】
[0002]由於有刷直流測速發電機具有結構簡單、受溫度變化影響小、電信號易處理的特點，已被廣泛應用於各種控制系統中。直流測速發電機在工作時，電樞繞組產生的反電勢通過換向器換向整流後，再通過與換向器接觸的電刷輸出直流電壓至控制系統。電刷與換向器之間是滑動接觸，二者能否可靠的接觸對直流測速發電機的輸出電壓波形品質具有至關重要的影響。目前大多數直流測速發電機的機座號在30_以下，受其內部空間限制，這些測速發電機大都採用結構緊湊的蝸卷彈簧及旋轉式刷盒，刷盒套在接線柱上，現有的這種結構的電刷與換向器接觸可靠性不是很理想，很容易導致測速發電機的輸出電壓波形毛刺大，甚至產生成片的到零位(即瞬間無輸出電壓)的毛刺，很容易引起系統抖動；此外，由於現有技術中直流測速發電機的電刷的寬度與換向器的換向片距之比設計得較小，一般都將電刷寬度與換向片距之比控制在0.6?0.8之間，由於換向器都有下刻槽的存在，這會進一步減少電刷與換向器的接觸面積，當測速發電機工作在最高轉速時，電刷會在換向器表面產生突跳，導致輸出電壓波形出現成片的毛刺；另外，現有技術中的直流測速發電機的電刷由於與換向片的接觸，在工作一段時間後電刷會磨損產生碳粉，碳粉中的石墨或碳晶粒與空氣中的水份作用會生成石墨膜；另外，鎘銅材料的換向片受到空氣溫度和溼度的影響會產生金屬氧化膜即氧化亞銅或者氧化銅。石墨膜與金屬氧化膜屬於半導體性質，會增大電刷與換向片接觸電阻，從而也會導致輸出電壓波形出現成片的毛刺。因此，現有的有刷直流測速發電機的結構或製作方式均不夠理想，不能滿足使用的需要。

【發明內容】

[0003]本實用新型的目的是:提供一種工作性能穩定可靠、輸出電壓穩定、輸出電壓的電壓波形不易出現成片毛刺、且結構簡單、製作容易的提高直流測速發電機電刷與換向器接觸可靠性的結構，從而克服現有技術的不足。
[0004]本實用新型是這樣構成的:本實用新型的一種提高直流測速發電機電刷與換向器接觸可靠性的結構為，該結構包括裝有用於對電刷進行施壓的蝸卷彈簧的直流測速發電機，並且蝸卷彈簧安裝在刷盒上，刷盒通過接線柱安裝固定在直流測速發電機端蓋的刷架環上，刷盒上的安裝孔與接線柱(4)的配合間隙為0.015mm?0.08mm，並且電刷的電刷寬度等於或大於直流測速發電機的相鄰換向片之間的換向片距。
[0005]上述電刷寬度與換向片距之比為I?1.3。
[0006]在上述兩個相鄰的換向片之間設置的下刻槽的槽寬為0.4mm?0.5mm。
[0007]上述的直流測速發電機也可為微型有刷直流伺服電動機。
[0008]由於採用了上述技術方案，本實用新型將刷盒上的安裝孔與接線柱的配合間隙控制在0.015mm?0.08mm,這不僅能有效的減小刷盒在接線柱上的晃動量,而且還能保證刷盒能在接線柱上靈活轉動，從而使蝸卷彈簧作用在電刷上的作用力持續和穩定；同時，本實用新型將電刷寬度與換向片距之比製作成I?1.3倍，這種設計是在保證直流測速發電機能可靠工作的情況下使電刷與換向片的接觸面積達到最大化，從而有效地消除了電刷與換向片接觸工作時，容易產生火花或電壓波形毛刺等問題。所以，本實用新型與現有技術相t匕，本實用新型不僅具有結構簡單、製作容易、工作效率高、質量好的優點，而且還具有產品的工作性能穩定可靠、輸出電壓穩定、輸出電壓波形不易出現成片毛刺等優點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的直流測速發電機電刷與換向器接觸的結構示意圖；
[0010]圖2為圖1的A-A剖視結構示意圖；
[0011]圖3為本實用新型的直流測速發電機電刷與換向器接觸的結構放大時的結構示意圖；
[0012]圖4為本實用新型的電刷磨合裝置的結構示意圖；
[0013]圖5為採用本實用新型製作出的產品輸出的電壓波形圖片。
[0014]附圖標記說明:1-電刷，1.1-刷架環，2-刷盒，3-蝸卷彈簧，4-接線柱，5-換向片，6-下刻槽，7-直流電機端蓋，8-芯軸，8.1-滾花圓柱面，9-機殼，10-軸承，11-柔性聯軸器，12-電機，13-支架，14-螺栓，B-電刷寬度，L-換向片距，D-下刻槽寬。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說。
[0016]本實用新型的實施例:本實用新型是根據下述的一種提高直流測速發電機電刷與換向器接觸可靠性的方法所構建的，該方法可直接用於對現有技術中的有刷直流測速發電機、特別是要求起動電壓極低的微型有刷直流伺服電動機進行生產實施，該方法包括設有通過蝸卷彈簧對電刷施壓的直流測速發電機，其蝸卷彈簧安裝在刷盒上，並且刷盒通過接線柱安裝固定在直流測速發電機端蓋的刷架環上，製作時，將刷盒上的安裝孔與接線柱的配合間隙控制在0.015mm?0.08mm,同時,將電刷的寬度製作成等於或大於直流測速發電機的換向片距；同時利用現有的銀銅鎳合金製作換向片，並用現有技術中的牌號為J385的銀石墨電刷與其配合使用；在將電刷安裝在直流測速發電機上與換向片接觸前，預先將電刷安裝在一種設有芯軸的電刷磨合裝置上，在該芯軸上設有滾花圓柱面，並且使該滾花圓柱面的外圓尺寸與直流測速發電機的換向器的外圓尺寸一致，通過滾花圓柱面對電刷的底端面進行磨合，使電刷的底端面磨合出的圓弧形狀與滾花圓柱面的圓弧形狀相一致後，再將電刷安裝在直流測速發電機上與換向片接觸即可。
[0017]根據上述方法構建的本實用新型的一種提高直流測速發電機電刷與換向器接觸可靠性的結構的示意圖如圖1?圖3所示，該結構包括現有技術中的裝有用於對電刷I進行施壓的蝸卷彈簧3的直流測速發電機，並且蝸卷彈簧3安裝在刷盒2上，並利用接線柱4將刷盒2安裝固定在直流測速發電機端蓋的刷架環1.1上，其直流測速發電機也可為現有技術中的微型有刷直流伺服電動機；製作時，將刷盒2上的安裝孔與接線柱4的配合間隙控制在0.015mm?0.08mm,並且將電刷I的電刷寬度B製作成等於或大於直流測速發電機的相鄰換向片5之間的換向片距L(換向片距L為兩個相鄰換向片中心之間的外圓弧長，如圖3所示)，最佳方案是將電刷寬度B與換向片距L之比為I?1.3，並且將兩個相鄰的換向片5之間設置的下刻槽6的寬度D的製作成0.4mm?0.5mm。
[0018]用於上述方法的可配合本實用新型一起使用的一種電刷磨合裝置的結構示意圖如圖4所示，該裝置包括安裝在支架13上的電機12和機殼9，在機殼9上通過軸承10安裝有芯軸8，在芯軸的一端設有滾花圓柱面8.1，並且該滾花圓柱面8.1的外圓直徑與包括由換向片5構成的直流測速發電機的換向器的外圓直徑相同，芯軸8的另一端通過柔性聯軸器11與電機12的轉軸連接；在芯軸8的滾花圓柱面8.1 一端的機殼9的端面上連接直流測速發電機端蓋7，並且安裝在直流測速發電機端蓋7上的電刷I的底端面壓貼在滾花圓柱面8.1上；將安裝有直流測速發電機端蓋7、芯軸8的機殼9與電機12分別通過螺栓14同軸安裝固定在支架13上即成。
[0019]圖5是採用本實用新型的結構所製作出的直流測速發電機輸出的電壓波形圖片。從該圖片可看出根據本實用新型的結構所製作的直流測速發電機具有很好的輸出電壓波形，能夠完全滿足對測速發電機使用的需要。
【權利要求】
1.一種提高直流測速發電機電刷與換向器接觸可靠性的結構，包括裝有用於對電刷(I)進行施壓的蝸卷彈簧(3)的直流測速發電機，並且蝸卷彈簧(3)安裝在刷盒(2)上，刷盒(2)通過接線柱(4)安裝固定在直流測速發電機端蓋的刷架環(1.1)上，其特徵在於:刷盒(2)上的安裝孔與接線柱(4)的配合間隙為0.015mm?0.08mm,並且電刷(I)的電刷寬度(B)等於或大於直流測速發電機的相鄰換向片(5)之間的換向片距(L)。
2.根據權利要求1所述的提高直流測速發電機電刷與換向器接觸可靠性的結構，其特徵在於:電刷寬度(B)與換向片距(L)之比為I?1.3。
3.根據權利要求1所述的提高直流測速發電機電刷與換向器接觸可靠性的結構，其特徵在於:在兩個相鄰的換向片(5)之間設置的下刻槽(6)的槽寬(D)為0.4mm?0.5mm。
4.根據權利要求1所述的提高直流測速發電機電刷與換向器接觸可靠性的結構，其特徵在於:所述的直流測速發電機也可為微型有刷直流伺服電動機。
【文檔編號】H02K13/10GK203589937SQ201320768750
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】孟繁懿 申請人:貴州航天林泉電機有限公司