165263. lajstromszámú szabadalom • Forgótárcsás áramfordító (kontaktor) különösen forgópólúsú egyenáramú és univerzális villamosgépekhez

MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1971. XII. 15. (TA-1156) Közzététel napja: 1974. II. 28. Megjelent: 1977. VII.8. 165263 Nemzetközi osztályozás: H 02 k 13/10 Feltaláló: Csernoch Alajos villamosmérnök, 55%, Drexler István villamosmérnök, 30%, Nagy László villamosmérnök 15%, Budapest Tulajdonos: Távközlési Kutató Intézet, Budapest Forgótárcsás áramfordító (kontaktor) különösen forgópólusú egyenáramú és univerzális villamosgépekhez A találmány tárgya újtípusu forgótárcsás áramfordító, amely forgópólusu egyenáramú és univerzális villamosgépeknél kerül alkalmazásra. A jelenleg ismert hagyományos elrendezésű kollektoros villamosgépek kollektorai a gép forgórészének tengelyére vannak rögzítve és elektromosan vezető 5 módon a gép rotortekercsével, tekercseivel összekötve. A gép főárama a kollektorral érintkező keféken keresztül a kollektoron át van a forgórész tekercsébe (munkatekercsébe) be vagy kivezetve. Ugyanakkor a munkatekercsekben a kefék által rövid- 1 Q rezárt tekercsrészekben gépektől függően különböző nagyságú rövidzárási áram jön létre. A szikramentes kommutáció egyik feltétele a rövidzárási áram maximális csökkentése. Ez azért fontos, mert a nagy rövidzárási áram a kefék fel, de különösen a lefutó 15 éleit, részeit elégeti és ezáltal a kefék a kollektorral kisebb felületen érintkeznek. Ezáltal az áramfordítást a kefe nem teljes (ideális) felülete hozza létre. A kefe keresztirányú ellenállása és a kollektorral való érintkezési felülete döntően befolyásolja az ellenállásos 20 kommutációt", ennek stabilitására létrehoztak különböző kefekonstrukciókat, mint például ikerkefék, többrészes kefék, réselt kefék, trapéz-kefék, stb., azonkívül különböző anyagú keféket, mint például széngrafit, elektrografit, fémtartalmú, bronz, kemény- 25 szén, stb. keféket, amelyeknek esetleg azonos anyaguk mellett az elektromos és szilárdsági tulajdonságaik is változnak. Ezen különböző tulajdonságú kefékre azért van szükség, mert a jó ellenállásos kommutáció mellett - melyet lényegében a kefék 30 keresztirányú ellenállása határoz meg - a keféknek géptípusok szerint biztosítani kell az armatúra áram jó, lehetőleg veszteségmentes vezetését, kis súrlódási veszteséget, patina képző hatást, stb. A keféknek olyan tulajdonsága, hogy keresztirányú ellenállása nagy és hosszirányú (armatúra áram irányában eső) ellenállása kicsi legyen, az ismert kefetípusokkal és konstrukciókkal maradéktalanul nem valósíthatók meg. Az ellenállásos kommutáció egymagában a fentiek miatt csak kis gépeknél, kb. 1 KW-ig van alkalmazva. 1 KW-on felüli gépeknél az ellenállásos kommutációt az elektromotoros erő (segédpólusos) kommutáció egészíti ki, mely a gép bonyolultságát és gyártási költségeit növeli. A forgópólusú egyen és univerzális kollektoros villamosgépeknél csak ellenállásos kommutációval, a hagyományos kefékkel kb. 4 KW-ig lehet gépeket készíteni, azonban nagy fordulatszámú (30,000 fordulat/perc) gépeknél a kommutációs problémákat nem oldotta meg. A találmány szerinti kontaktoros kommutációnak lényege abban van, hogy az ellenállásos kommutációt úgy tökéletesíti, hogy szerkezeti előnye mellett anyagmegtakarítást is eredményez, továbbá a teljesítményhatárt 8-10 KW-ig és a fordulatot 20,000 fordulat/perc fölé lehet emelni. A találmány szerinti megoldás példaképen az 1. ábrán van vázlatosan szemléltetve. Az 1 munkatekercs az állórészében van elhelyezve, megfelelő elosztással rugalmasan a 2 érintkezőkhöz (mely pélkdaképen szénből van kiképezve) csatlakozik. A 2 érintkezők a forgórészhez rögzített 3 forgótárcsa vagy henger 165263