[发明专利]提高直流测速发电机电刷与换向器接触可靠性的方法、结构及装置

说明书

技术领域

 本发明涉及一种提高直流测速发电机电刷与换向器接触可靠性的方法、结构及装置，属于有刷直流电机制作技术领域。

背景技术

由于有刷直流测速发电机具有结构简单、受温度变化影响小、电信号易处理的特点，已被广泛应用于各种控制系统中。直流测速发电机在工作时，电枢绕组产生的反电势通过换向器换向整流后，再通过与换向器接触的电刷输出直流电压至控制系统。电刷与换向器之间是滑动接触，二者能否可靠的接触对直流测速发电机的输出电压波形品质具有至关重要的影响。目前大多数直流测速发电机的机座号在30mm以下，受其内部空间限制，这些测速发电机大都采用结构紧凑的蜗卷弹簧及旋转式刷盒，刷盒套在接线柱上，现有的这种结构的电刷与换向器接触可靠性不是很理想，很容易导致测速发电机的输出电压波形毛刺大，甚至产生成片的到零位（即瞬间无输出电压）的毛刺，很容易引起系统抖动；此外，由于现有技术中直流测速发电机的电刷的宽度与换向器的换向片距之比设计得较小，一般都将电刷宽度与换向片距之比控制在0.6～0.8之间，由于换向器都有下刻槽的存在，这会进一步减少电刷与换向器的接触面积，当测速发电机工作在最高转速时，电刷会在换向器表面产生突跳，导致输出电压波形出现成片的毛刺；另外，现有技术中的直流测速发电机的电刷由于与换向片的接触，在工作一段时间后电刷会磨损产生碳粉，碳粉中的石墨或碳晶粒与空气中的水份作用会生成石墨膜；另外，镉铜材料的换向片受到空气温度和湿度的影响会产生金属氧化膜即氧化亚铜或者氧化铜。石墨膜与金属氧化膜属于半导体性质，会增大电刷与换向片接触电阻，从而也会导致输出电压波形出现成片的毛刺。因此，现有的有刷直流测速发电机的结构或制作方式均不够理想，不能满足使用的需要。

发明内容

本发明的目的是：提供一种工作性能稳定可靠、输出电压稳定、输出电压的电压波形不易出现成片毛刺、且结构简单、制作容易的提高直流测速发电机电刷与换向器接触可靠性的方法、结构及装置，从而克服现有技术的不足。

本发明是这样实现的：本发明的一种提高直流测速发电机电刷与换向器接触可靠性的方法，包括设有通过蜗卷弹簧对电刷施压的直流测速发电机，其蜗卷弹簧安装在刷盒上，并且刷盒通过接线柱安装固定在直流测速发电机端盖的刷架环上，将刷盒上的安装孔与接线柱的配合间隙控制在0.015mm～0.08mm，同时，将电刷的宽度制作成等于或大于直流测速发电机的换向片距。

上述的直流测速发电机的换向片为银铜镍合金换向片；并且电刷采用牌号为J385的银石墨电刷。

在将电刷安装在直流测速发电机上与换向片接触前，预先将电刷安装在一种设有芯轴的电刷磨合装置上，在该芯轴上设有滚花圆柱面，并且该滚花圆柱面的外圆尺寸与直流测速发电机的换向器的外圆尺寸一致，通过滚花圆柱面对电刷的底端面进行磨合，使电刷的底端面磨合出的圆弧形状与滚花圆柱面的圆弧形状相一致后，再将电刷安装在直流测速发电机上与换向片接触。

根据上述方法构建的本发明的一种提高直流测速发电机电刷与换向器接触可靠性的结构为，该结构包括装有用于对电刷进行施压的蜗卷弹簧的直流测速发电机，并且蜗卷弹簧安装在刷盒上，刷盒通过接线柱安装固定在直流测速发电机端盖的刷架环上，刷盒上的安装孔与接线柱（4）的配合间隙为0.015mm～0.08mm，并且电刷的电刷宽度等于或大于直流测速发电机的相邻换向片之间的换向片距。

上述电刷宽度与换向片距之比为1～1.3。

在上述两个相邻的换向片之间设置的下刻槽的槽宽为0.4mm～0.5mm。

上述的直流测速发电机也可为微型有刷直流伺服电动机。

用于上述方法的本发明的一种电刷磨合装置为，该装置包括支架和安装在支架上的电机和机壳，在机壳上通过轴承安装有芯轴，在芯轴的一端设有滚花圆柱面，并且该滚花圆柱面的外圆直径与包括由换向片构成的直流测速发电机的换向器的外圆直径相同；芯轴的另一端通过柔性联轴器与电机的转轴连接。

在上述芯轴的滚花圆柱面一端的机壳的端面上连接直流测速发电机端盖，并且安装在直流测速发电机端盖上的电刷的底端面压贴在滚花圆柱面上。

上述安装有直流测速发电机端盖、芯轴的机壳与电机分别通过螺栓同轴安装固定在支架上。