NL8201166A - Inrichting voor overdracht van elektrische energie. - Google Patents

Description

Sr PHN 10.301 1 N.V. PHILIPS' GLOEILAMPENFABRIEKEN TE EINDHOVEN.

"Inrichting voor overdracht van elektrische energie".

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor overdracht van elektrische energie met een kontakteenheid met meerdere van elkaar geïsoleerde eerste kontaktelementen en een tweede kontaktelement, waarbij de kontakteenheid en het tweede kontaktelement relatief ten 5 opzichte van elkaar beweegbaar zijn voor beurtelingse energie-overdracht tussen een eerste kontaktelement en het tweede kontaktelement.

Een voorbeeld van een dergelijke inrichting is de commutator van een elektromotor waarbij het tweede kontaktelement een borstelveer is die aanligt tegen de lamellen, of eerste kontaktelementen, van een 10 kollektor. Belangrijke nadelen hiervan zijn de beperkte levensduur ten gevolge van slijtage van de kontaktelementen en het optreden van storing in de energie-overdracht door vervuiling.

De uitvinding heeft tot doel deze nadelen qp te heffen en heeft het kenmerk, dat tussen de eerste en tweede kontaktelementen een 15 elektrisch geleidende vloeistof aanwezig is.

Eten bijzondere uitvoeringsvorm wordt daardoor gekenmerkt, dat de cilindrische roteerbare eenheid door een ringvormige laag van de elektrisch geleidende vloeistof is omgeven.

Eten zeer speciale uitvoeringsvorm wordt daardoor gekenmerkt 20 dat de kontakteenheid met meerdere eerste kontaktelementen en het tweede kontaktelement als onderdelen van een lager zijn uitgevoerd, in het bijzonder een spiraalgroeflager.

Als geleidende vloeistof kan bijvoorbeeld een mengsel worden toegepast van geleidende deeltjes in een niet-geleidende vloeistof.

25 De uitvinding zal hierna worden toegelicht net behulp van een beschrijving van enkele in de figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeelden.

Fig. 1 is een langsdoorsnede van een elektromotor waarin een inrichting volgens de uitvinding is toegepast.

Fig. 2 is een doorsnede volgens de lijn II-II in fig. 1.

30 Fig. 3 is een axiale doorsnede van een as inclusief het ro terend deel van een andere uitvoeringsvorm van een inrichting volgens, de uitvinding.

f 8201166 PHN 10.3.01 2

Fig. 4 is een doorsnede volgens de lijn IV-IV in fig. 3.

Fig. 5 is een axiale doorsnede van het niet-roterende deel behorende bij de uitvoeringsvorm van de figuren 3 en 4.

Fig. 6 is een doorsnede volgens de lijn VI-VI in fig. 5.

5 De elektromotor van fig. 1 onvat een huis 1 met statoren 2 en 3 van permanent-magnetisch materiaal en een rotor 4 op de as 5. Eveneens cp de as bevindt zich de kontakteenheid 6 uitgevoerd als een kol- (fig.3 lektor. De kollektor is voorzien van eerste kontaktelementen 7, 8 en 9 /_ in de vorm van segmenten van elektrisch-geleidend materiaal, die zijn 10 gescheiden door lagen 10 van isolerend materiaal. De kontaktelementen 7, 8 en 9 zijn verbonden met de spoelen 11 van de rotor.

Rondom de kontakteenheid 6 bevindt zich een ring 12 van elektrisch-isolerend materiaal. In de ring 12 zijn op twee diametraal tegen over elkaar liggende plaatsen tweede kontaktelementen 13 en 14 15 aangebracht. Via de aansluitlippen 15 kunnen deze kontaktelementen 13, 14 op een spanningsbron warden aangesloten.

Tussen de kontakteenheid 6 ai de ring 12 bevindt zich een ringvormige laag 16 van een elektrisch-geleidende vloeistof.

De kontakteenheid 6 met de eerste kontaktelementen 7, 8 en 9 20 en de ring 12 met de tweede kontaktelementen 13 en 14 vormen een inrichting voor overdracht van elektrisch energie tijdens rotatie van de rotor ten opzichte van het huis 1. In de in figuur 2 weergegeven situatie zal de elektrische stroom afkomstig van de spanningsbron door kontakt-element 13, de geleidende vloeistof laag 16 en kontaktelement 9 een 25 weg vinden naar een rotcrspoel 11 cm via kontaktelement 8 de vloei-stoflaag 16 en kontaktelement 14 wser terug te keren naar de spanningsbron.

De weerstand Rj van de vloeistoflaag tussen kontaktelementen 13 en 9 ter plaatse 17 en de weerstand R2 van de vloeistoflaag tussen de 30 kontaktelementen 8 en 9 ter plaatse 18 kunnen bij benadering berekend warden met de formules:

Ki^ïE

R2 =/° db waarbij: ng /° = soortelijke weerstand vloeistof, bijvoorbeeld 10 Si- cm d = dikte vloeistoflaag, bijvoorbeeld 15 ^um 1 = breedte kontaktelementen 13 en 14, bijvoorbeeld 1,5 mm 82 0 1 1 66 PHN 10.301 3 m b = breedte ring 12, bijvoorbeeld 12 nm s = dikte isolatielaag 10, bijvoorbeeld 0,5 ram..

De als voorbeeld aangegeven waarden voor de hierboven genoemde grootheden ingevuld in de formules geeft voor de weerstanden:

5 Rj = 0,08 SI

= 280 SL .

De grootte van de weerstanden van de rotorspoelen ligt in de praktijk in het gebied van 1-10 SL „zodat, gezien de waarde van de lekweerstand ten opzichte van de waarden van weerstand van de rotor-10 spoelen en van de weerstand Rj, energieverlies door direkte elektrische stroom door de vloeistoflaag ter plaatse 18 tussen de kontaktelementen 8 en 9 verwaarloosd kan worden.

In de uitvoeringsvorm van de figuren 4 t/m 6 is de inrichting voor energie-overdracht tevens uitgevoerd als lager met een as 19 15 en een lagerbus 20 waarbij de eléktrisch-geleidende vloeistof tevens als smeermiddel dienst doet.

Bij voorkeur wordt het lager daarbij uitgevoerd als een spiraalgroef lager omdat door de zelf “centrerende eigenschappen van een dergelijk lager een zeer geringe speling tussen as en lagerbus, overeen-20 komende met een zeer geringe dikte d van de vloeistof laag, kan worden toegepast, terwijl door de pompwerking van het spiraalgroeflager qp eenvoudige wijze bereikt kan worden dat steeds ter plaatse van de kontaktelementen en over de gehele omfcrek van de as een elektrisch-gelei-dende vloeistoflaag aanwezig is.

25 Op de as 19 (figuren 3 en 4) zijn eerste kontaktelementen 21, 22 ei 23 aangebracht die van elkaar en van de as geïsoleerd zijn door de isolerende laag 24. De as 19 is draaibaar gelagerd in de lagerbus 20 met de tweede kontaktelementen 25 (fig. 5 en 6). De lagerbus is voorzien van V-vormige groeven 26 waardoor een spiraalgroeflager wordt 30 gevormd. Tussen de as 19 en de bus 20 bevindt zich weer een elektrisch geleidende vloeistof 27 voor de overdracht van elektrische energie tussen de eerste en tweede kontaktelementen, overeenkomstig de uitvoering volgens de figuren 1 en 2.

Zoals in fig. 5 is weergegeven bevindt zich naast lagerbus 35 20 nog een tweede lagerbus 28 welke eveneens als spiraalgroeflager is uitgevoerd, met groeven 29. Het aan lagerbus 20 grenzende deel van lagerbus 28 is voorzien van een ringvormige kamer 30 net een toevoer- 8201166 PHN 10.301 4 kanaal 31. Via dit kanaal 31 en de kamer 30 kan een smeermiddel dat tevens dienst doet als elektrisch-geleidende vloeistof worden toegevoerd aan de lager bassen 20 en 28. Door de patpwerking welke qp de vloeistof wordt uitgeoefend tijdens rotatie van de in de bussen 20 en 28 gelagerde 5 as 19 zal steeds vloeistof worden toegevoerd naar de centrale zones 32 ei 33 van de lager tussen 20 resp. 28 terwijl lekkage van vloeistof uit het lager zoveel mogelijk wordt tegengegaan. De zone 32 waarin zich ook de tweede kontaktelementen 25 bevinden is op deze wijze steeds voorzien van een voldoende hoeveelheid elektrisch-geleidende vloeistof.

10 Uiteraard is ook een uitvoering mogelijk zander extra lager- tus 28. De as 19 is dan gelagerd in de enkelvoudige lager bus 20 en de toevoer van vloeistof naar de ruimte tussen as en lagerbus kan bijvoorbeeld geschieden via een extra radiaal kanaal dat in de lagerbus is geboord.

15 Als elektrisch-geleidende vloeistof kan bijvoorbeeld een meng sel warden toegepast van geleidende deeltjes in een niet-geleidende vloeistof.

Lekkage van vloeistof uit de inrichtingen volgens de figuren 1 tot en met 6 kan ook met de gebruikelijke middelen zoals oliekeer-20 ringen, labyrlnthdichtingen, e.d. worden tegengegaan.

25 30 35 82 0 1 1 6 6

Claims (5)

9* .Q PHN 10.301 5

1. Inrichting voor overdracht van elektrische energie met een kontakteenheid met meerdere van elkaar geïsoleerde eerste kantaktele-mentei en een tweede kontaktelanent, waarbij kontakteenheid en tweede kontaktelement relatief ten opzichte van elkaar beweegbaar zijn voor 5 beurtelingse energie-overdracht tussen een eerste en het tweede kcntakt-element, met het kenmerk, dat tussen de eerste en tweede kontaktelemen-ten een elektrisch geleidende vloeistof aanwezig is.

2. Inrichting voor overdracht van elektrische energie volgens conclusie 1, met een cilindrische roteerbare kontakteenheid net aan 10 de cmtrek meerdere eerste kontaktelementen en een nabij de ontrek gelegen tweede kontaktelement, met het kenmerk, dat de cilindrische roteerbare eenheid door een ringvormige laag van de elektrisch geleidende vloeistof is cmgeven.

3. Inrichting voor overdracht van elektrische energie volgens 15 conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de kontakteenheid met meerdere eerste kontaktelementen en het tweede kontaktelement als onderdelen van een lager zijn uitgevoerd.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk dat het lager is uitgevoerd als een spiraalgroeflager.

5. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies met het ken merk dat de elektrisch geleidende vloeistof bestaat uit een mengsel van geleidende deeltjes en een niet-geleidende vloeistof. 25 30 35 8201166