专利名称：一种同心圆环式集电器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电接触装置，具体涉及一种同心圆环式集电器，主要应用于具有三相旋转绕组的电机领域。
背景技术：
电机是工业生产中不可或缺的动力装置，其正朝着轻量化、小体积、低噪声、高功率密度方向发展。目前有刷电机中所用的集电器大多是轴向尺寸较长的所谓鼓式集电器，这种集电器占用轴向空间较大。现在虽出现了一种盘式集电器，但它由于磨损和发热等原因，主要应用于工作转速要求较低的场合如旋转门、云台和某些信号的传递，而在高速电机上却未得到合适的应用。 本发明所涉及的新型集电器外观近似于盘形，轴向尺寸较小，可有效减小电机轴向长度和整体体积。
发明内容
本发明的目的在于克服现有集电器的技术短板，减小电机的轴向尺寸和整体体积。解决问题的主要方法是通过优化设计滑环及电刷的结构，合理选择电刷、滑环以及绝缘材料，提供一种能够在高速电机上得到广泛应用的新型同心圆环式集电器。为了实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案一种同心圆环式集电器，包括滑环盘、同心滑环、电刷、压紧弹簧、防振橡胶、电刷盘、转子轴和绝缘材料；滑环盘与电刷盘为圆盘状，平行且轴向间隔设置，同轴安装在转子轴上；滑环盘通过粘性绝缘材料固定在转子轴上，滑环盘相对于电刷盘一侧布有同心滑环，电刷盘固定在电机壳上，电刷盘相对于滑环盘上布有电刷；同心滑环包括第一同心滑环、第二同心滑环和第二同心滑环，第一同心滑环、第二同心滑环和第二同心滑环沿滑环盘的径向由外到内间隔设置，形成三道同心圆环形滑环；电刷包括第一电刷、第一电刷和第一电刷；第一电刷、第二电刷和第三电刷沿电刷盘径向由外到内间隔设置，与第一同心滑环、第二同心滑环和第二同心滑环相对设置，第一电刷、第二电刷和第三电刷都通过压紧弹簧和防振橡胶安装在电刷盘上，其中防振橡胶位于压紧弹簧与同心滑环之间。为进一步实现本发明目的，所述电刷和滑环的接触面为圆弧形。所述滑环采用Au90_Cul0制备。所述电刷优选采用银基复合材料AgCuSnC制备。所述绝缘材料优选选用双酚A型环氧树脂。所述电刷盘优选通过螺栓固定在电机壳上。所述第一电刷、第二电刷和第三电刷优选各为一对，每一对关于电刷盘的圆心对
称布置。所述第一同心滑环、第二同心滑环和第二同心滑环沿滑环盘的径向由外到内间隔设置，间隔处设有绝缘材料。
本发明产生的有益效果有1、在本发明中，电刷采用金属复合材料，滑环采用铜基或银基复合材料，能够降低电刷和滑环之间的摩擦阻力、降低磨损，减小电弧的产生，提高电刷和滑环的使用寿命；2、在本发明中，绝缘层采用高绝缘高耐腐蚀、高粘性材料，在提高滑环之间的绝缘性的同时，能够使同心圆滑环之间的位置牢固且能承受较大的离心力；3、滑环采用同心圆式结构，轴向尺寸较小，结构紧凑，能有效减小电机轴向长度和体积；4、在弹性元件与电刷之间装有防振橡胶，弹簧力通过橡胶均匀施加于电刷，有利于保持电刷和滑环之间合适的接触压力，降低电火花，提高电刷使用寿命；5、电刷和滑环之间的接触采用圆环接触，增大了接触面积，有效解决了电机运转 是噪声和电火花大的问题，降低电机噪声，提高了电刷使用寿命；6、每道环中沿径向对称布置两个电刷，保证传电提高集电环工作可靠性的同时，能使同心圆集电环动平衡提高、振动减小。
图1为本发明同心圆式集电器的主剖视示意图；图2是左电刷盘的主视图；图3是右滑环盘的主视图；图4为本发明的同心圆式集电器安装示意图。
具体实施例方式为更好地理解本发明，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式不限如此。如图1-4所示，一种同心圆环式集电器，包括滑环盘1、同心滑环2、电刷3、压紧弹簧4、防振橡胶5、电刷盘6、转子轴7和绝缘材料8 ;滑环盘I与电刷盘6为圆盘状，平行且轴向间隔设置，同轴安装在转子轴7上；滑环盘I通过粘性绝缘材料8固定在转子轴7上，滑环盘I相对于电刷盘6 —侧布有同心滑环2,电刷盘6通过螺栓固定在电机壳上，电刷盘6相对于滑环盘I上布有电刷3 ;同心滑环2包括第一同心滑环2-1、第二同心滑环2-2和第二同心滑环2-3，第一同心滑环2-1、第二同心滑环2-2和第二同心滑环2-3沿滑环盘I的径向由外到内间隔设置，间隔处设有绝缘材料8，形成三道同心圆环形滑环；电刷3包括第一电刷3_1、第一电刷3_2和第一电刷3_3 ;第一电刷3_1、第一电刷3_2和第一电刷3_3优选为一对，每一对都关于电刷盘6的圆心对称布置；第一电刷3-1、第一电刷3-2和第一电刷3-3沿电刷盘6径向由外到内间隔设置，与第一同心滑环2-1、第二同心滑环2-2和第二同心滑环2-3相对设置，第一电刷3-1、第一电刷3-2和第一电刷3-3都通过压紧弹簧4和防振橡胶5安装在电刷盘6上，使电刷3和滑环2之间保持合适接触压力，并且通过防振动橡胶5使弹簧压力均勻过渡。第一电刷3-1、第一电刷3-2和第一电刷3-3分别与第一同心滑环2-1、第二同心滑环2-2和第二同心滑环2-3对应连接。电刷3和滑环2的接触面优选为圆弧形；通过预设压紧弹簧的压力，控制滑环接触压力由内向外依次递增。电刷3和同心滑环2为高耐磨性、高导电性、高耐腐蚀、高耐热性铜基或银基电接触复合材料制备；滑环2可采用金属复合材料如Au90-Cul0，电刷3可采用银基复合材料如AgCuSnC0三道滑环通过固体的绝缘材料8粘合在一起并定位。绝缘材料8采用高粘性高耐腐蚀性材料如双酚A型环氧树脂。滑环盘I和电刷盘6选用绝缘材料为高粘性、高介电性、高耐腐蚀性环氧树脂制备，如选用双酚A型环氧树脂。 本发明为保证这种集电器能够安全可靠地运行，滑环盘I由绝缘材料制作，其表面镶有由铜基良导体为材料制作的同心滑环2 ;同心滑环2之间相互隔开以防产生电火花；电刷盘6上安装有电刷3，通过压紧弹簧4和防振橡胶5使电刷紧贴在同心滑环2的表面； 电刷3与同心滑环2产生面接触，工作时，外部电流通过电刷3传到高速旋转的同心滑环上进而传入电机内部绕组产生磁场，从而使电机正常运转。
权利要求
1.一种同心圆环式集电器，其特征在于包括滑环盘、同心滑环、电刷、压紧弹簧、防振橡胶、电刷盘、转子轴和绝缘材料；滑环盘与电刷盘为圆盘状，平行且轴向间隔设置，同轴安装在转子轴上；滑环盘通过粘性绝缘材料固定在转子轴上，滑环盘相对于电刷盘一侧布有同心滑环，电刷盘固定在电机壳上，电刷盘相对于滑环盘上布有电刷；同心滑环包括第一同心滑环、第二同心滑环和第二同心滑环，第一同心滑环、第二同心滑环和第二同心滑环沿滑环盘的径向由外到内间隔设置，形成三道同心圆环形滑环；电刷包括第一电刷、第一电刷和第一电刷；第一电刷、第二电刷和第三电刷沿电刷盘径向由外到内间隔设置，与第一同心滑环、第二同心滑环和第二同心滑环相对设置，第一电刷、第二电刷和第三电刷都通过压紧弹簧和防振橡胶安装在电刷盘上，其中防振橡胶位于压紧弹簧与同心滑环之间。
2.根据权利要求1所述的同心圆环式集电器，其特征在于所述电刷和滑环的接触面为圆弧形。
3.根据权利要求1所述的同心圆环式集电器，其特征在于所述滑环采用Au90-Cul0制备。
4.根据权利要求1所述的同心圆环式集电器，其特征在于所述电刷采用银基复合材料AgCuSnC制备。
5.根据权利要求1所述的同心圆环式集电器，其特征在于所述绝缘材料选用双酚A型环氧树脂。
6.根据权利要求1所述的同心圆环式集电器，其特征在于所述电刷盘通过螺栓固定在电机壳上。
7.根据权利要求1所述的同心圆环式集电器，其特征在于所述第一电刷、第二电刷和第三电刷各为一对,每一对关于电刷盘的圆心对称布置。
8.根据权利要求1所述的同心圆环式集电器，其特征在于所述第一同心滑环、第二同心滑环和第二同心滑环沿滑环盘的径向由外到内间隔设置，间隔处设有绝缘材料。
全文摘要
本发明公开一种同心圆环式集电器，包括滑环盘、同心滑环、电刷、压紧弹簧、防振橡胶、电刷盘、转子轴和绝缘材料；滑环盘与电刷盘为圆盘状，平行且轴向间隔设置，同轴安装在转子轴上；第一同心滑环、第二同心滑环和第二同心滑环沿滑环盘的径向由外到内间隔设置，第一电刷、第二电刷和第三电刷沿电刷盘径向由外到内间隔设置，第一电刷、第二电刷和第三电刷都通过压紧弹簧和防振橡胶安装在电刷盘上，其中防振橡胶位于压紧弹簧与同心滑环之间。同心滑环之间相互隔开一定缝隙以防产生电火花；工作时，外部电流通过电刷传到与转子一起高速旋转的同心滑环上并传入电机内部绕组产生磁场，从而使电机正常运转。
文档编号H01R39/64GK103022846SQ201210557070
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月19日 优先权日2012年12月19日
发明者罗玉涛 申请人:华南理工大学