Устройство для улучшения коммутации реверсивной электрической машины постоянного тока

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ КОММУТАЦИИ РЕВЕРСИВНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА с датчиком направления вращения, вьтолненным в виде тахогенератора постоянного тока и установленным на одном валу с машиной , содержащее датчик добавочного тока коммутации, соединенный с входом управляемого усилителя мощности, один из; выходов которого соединен с началами двух вспомогательных обмоток , размещенных в выполненных на краях дополнительного 1Полюса машины пазах, отличающее ся тем, что, с целью повышения коммутационной устойчивости и надежности в статических и динамических режимах работы за счет устранения неидентичности коммутации секций паза при изме-у нении характера коммутации, оно дополнительно снабжено электромагнитным реле с переключахирш контактом, два неподвизкных контакта которого присоединены к концам вспомогательных обмоток , a подвижный контакт соединен с другим выходом усилителя мощности, причем обмотка реле подсоединена к выходу тахогенератора постоянного тока. 2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что в качестве электромагнитного реле использ.овано йоляризованное реле.

СОЮЗ ССВЕТСНИХ

OtlWIIIK

РЕСПУБЛИК аэ (111

7 А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬЩ4Й (21) 3568075/24-07 (22) 29.03.83 (46) 15.05.84. Бюл. Ф 18 (72) Э.Г. Чеботков, В.Н. Бузаев, Н.А. Елшанский, В.Е. Антропов и А.А. Абрамов (71) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. В.В. Куйбышева (53) 621.313.2(088.8)

{56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 296192, кл. Н 02 К 3/04, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 974506, кл. Н 02 К 13/14, 1982.

3. Авторское свидетельство СССР У 721882, кл. Н 02 К 13/13, 1980. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ

КОММУТАЦИИ РЕВЕРСИВНОД ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА с датчиком направления вращения, выполненным в

" виде тахогенератора постоянного тока и установленным на одном валу с машиной, содержащее датчик добавочного тока коммутации, соединенный с входом управляемого усилителя мощности, один из;выходов которого соединен с началами двух вспомогательных обмоток, размещенных в выполненных на краях дополнительного полюса машины пазах, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения коммутационной устойчивости и надежности в статических и динамических режимах работы за счет устранения нендентичности коммутации секций паза при изме-r ненни характера коммутации, оно дополнительно снабжено электромагнитным реле с переключающим контактом, два неподвижных контакта которого присоединены к концам вспомогательных об- Я моток, а подвижный контакт соединен с другим выходом усилителя мощности, причем обмотка реле подсоединена к выходу .тахогенератора постоянного тока.

И

2. Устройство по п, 1, о т л и,ч а ю щ е е с.я тем, что в качестве электромагнитного реле использовано йоляризованное реле.

10926

Изобретение относится к коллекторным электрическим машинам постоянного тока, в частности к машинам малой, средней.и большой мощности с широким диапазоном регулирования частоты вращения ослаблением поля при питании от источников постоянного и пуль-. сирующего напряжения, Известно устройство для улучшения коммутации реверсивной коллекторной электрической машины с якорной обмоткой, в которой с целью сближения условий коммутации всех элементарных секций паза, одна из активных сторон каждой я%орной катушки уложена с поворотом на- 180 . Этот поворот ведет к перераспределению коэффициентов самоиндукции секций таким образом, чтобы секция, первая эаканчи" вающая коммутацию паза, имела максимальный, последующие секции — убыващщнй, а секция, последней заканчивающая коммутацию паза, — минимальный коэффициент самоиндукции (13.

Недостатками данного решения явля- 5 ется сложная технология изготовления и увеличение размера лобовых частей из-за их перекрещивания. Условия коммутации всех секций в пазу сближаются лишь частично и достигнуть ЗО одинаковых условий коммутации всех секций паза данным методом практически невозможно.

Известно также устройство для улучшения коммутации коллекторной электрической машины постоянного тока с дополнительными полюсами, в которой, с целью, расширения зоны безыскровой работы эа счет устранения неидентичности, процесса коммутации секций паза, вспомогательная обмотка состоит из двух встречно-намотанных катушек, размещенных на расщепленном наконечнике дополнительного полюса и соеди 4 ненных или последовательно или параллельно с основной обмоткой дополнительного полюса. Такое соединение обмоток создает различную величину коммутирующего магнитного потока на краях дополнительного полюса в функции тока якоря f2> °

67 2

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для улучшения коммутации коллекторной электрической машины с дополнительными полюсами в которой, с целью устранения неидентичности о коммутации секций паза и расширения беэыскровой зоны,. вспомогательная обмотка выполнена в виде двух встречно включенных катушек, размещенных на расщепленных полюсных наконечниках дополнительных полюсов. Вспомогательная обмотка подключается к выходу управляемого усилителя мощности, на вход которого подается сигнал с датчи.

isa переменной составляющей суммарного добавочного тока коммутации. Под одним краем полюса магнитный поток вспомогательной обмотки совпадает с магнитным -потоком основной обмотки, а под другим краем направлен встречно. Таким образом, происходит перераспределение магнитного потока по ширине зоны коммутации, усиление потока в начале процесса коммутации и ослабление потока на завершающем этапе ГЗ ).

Однако в машинах средней и большой мощности, имеющих малое активное сопротивление секций паза петушков и щеточного контакта, энергия предыдущих секций паза определяется добавочным током коммутации, передается последующим секциям паза эа счет вэаимоиндукции,. поэтому и дополнительно введенная энергия от вспомогательной обмотки, расположенной на набегающем крае дополнительного полюса, также передается в последующие секции паза. Энергия, полученная последними секциями паза, компенсируется энергией, введенной от вспомогательной обмотки, расположенной на обегающем крае дополнительного полюса. Таким образом, суммарное воздействие потока всуюмогательных обмоток на последние секции паза в машинах с коэффициентом взаимоиндукции близким к 1 и с малым активным сопротивлением секций, петушков и щеточного контакта не достигает поставленной цели.

Однако ток якоря, в функции которого осуществляется управление, не несет полной информации о состоянии неидентичности, так как при любом токе якоря возможна прямолинейная, замедленная и ускоренная коммутация.

Целью изобретения является повышение коммутационной устойчивости и надежности в статических и динамических режимах работы за счет устра= кения неидеитичности коммутации секций паза. ти безыскровой работы и диапазона регулирования частоты вращения, а также к ухудшению рабочих и регулировочных характеристик. Отсюда следует устранения неидентичности коммутации секций паза расширяется область безыскровой работы при любой настройразом.

Усилитель мощности 5 настраиваде усилителя мощности напряжение равно нулю. При определенном характере коммутации, например ускоренном и вращении MQIHHbl lIo часовой стрелке, на вход усилителя мощности с датчика поступает сигнал определенной полярности. На выходе усилителя появляется напряжение той же полярности. При этом в случае использования

/ электромагнитного реле диод 12 вклюНа фиг. 1 изображена схема соединения вспомогательных обмоток с электромагнитным реле; на фиг. 2 — то же, с поляризованным реле.

На дополнительном полюсе 1 распо-, ложены основная 2 и две вспомогательные 3 и 4 обмотки. Начала обмоток соединены вместе и присоединены к выходу усилителя мощности 5, концы вспомогательных обмоток присоедине-. З5 ны к неподвижным контактам 6 и 7 электромагнитного или поляризованного реле 8, подвижный контакт 9 прйсоединен к выходу усилителя мощности.

Обмотка реле подсоединена к выходу 40 тахогенератора постоянного тока 10.

На вход усилителя мощности поступает сигнал с датчика добавочного тока коммутации 11.

В машинах постоянного тока возможна различная настройка дополнительных полюсов, характер коммутации может оказаться замедленным или ускоренным. Характер коммутации может изменяться также в процессе работы, 5О например, из-за изменения параметров окружающей среды, изменения состояния поверхности коллектора и щеток, давления на щетки, частоты вращения, а в динамических режимах работы 55 вследствие отставания потока дополнительных полюсов от тока якоря и т.д. Это приводит к сужению обласчается в таком направлении, чтобы обмотка реле была обесточена, тогда. подвижный контакт 9 будет замкнут с нормально замкнутым контактом 6 и по вспомогательной обмотке 4, распо ложенной на сбегающем крае дополнительного полюса, потечет ток. Направление тока должно быть таким, чтобы созданный им поток был направлен встречно основному потоку дополнительного полюса.

При использовании поляризованного реле на.его обмотку подается напряжение с тахогенератора 10 такой полярности, чтобы подвижный контакт 9 замкнулся с неподвижным контактом.

По вспомогательной обмотке 4 течет ток. Направление тока должно быть таким, чтобы созданный им поток был направлен встречно основному потоку дополнительного полюса.

В случае изменения характера коммутации на замедленную в том же направлении вращения сигнал, подаваемый на вход усилителя с датчика, сменит полярность на противоположную. Напряжение на выходе усилителя также сменит полярность на противоположную.

Положение контактов реле должно ос1092667

Поставленная цель достигается тем1 что устройство для улучшения коммутации реверсивной машины постоянного тока с датчиком направления вращения, выполненным в виде тахогенера- необходимость применения автоматичестора постоянного тока и установлен- кой настройки дополнительных полюным на одном валу с машиной, содер- сов или расширения области безыскрожащее датчик добавочного Тока комму- вой работы. тации, соединенный с входом управля- В предлагаемом устройстве за счет емого усилителя мощности, один из вы- 1р ходов которого соединен с началами двух вспомогательных обмоток, разме" щенным в выполненных на краях допол- ке коммутации и при любом режиме кительного полюса маШины пазах, снаб- Работы. жено электромагнитным реле с пере- 1 Устройство работает следующим обключающим контактом, два неподвижных контакта которого присоединены к концам вспомогательных обмоток, а ется таким образом, что при отсутподвижный контакт соединен с другим ствин сигнала с датчика 11 на выховыходом усилителя мощности, причем обмотка реле подсоединена к выходу

I тахогенератора постоянного тока.

В качестве электромагнитного реле может быть использовано поляризованное реле. 25

s 1 0926б таваться прежним. Тогда на вспомогательной обмотке ток изменит направление на противоположное. Поток, созданный этим током, направлен согласно с основным потоком дополнительного полюса и коммутирующий поток на сбегающем крае усиливается.

При реверсе по якорю направление вращения против часовой стрелки (пунктирная стрела фиг. 1) напряжение 10 на выходе тахогенератора сменит полярность и в случае применения электромагнитного реле, полярность напряжения на выходе тахогенератора совпадает с проводящим направлением диода 12 и по обмотке реле течет ток.

Тогда нормально закрытый контакт pasмыкается и подвижный контакт 9 замыкается с контактом 7 и по вспомогательной обмотке 3 течет ток. 20

В случае применения поляризованного реле направление тока по обмотке реле сменит направление на противоположное и подвижный контакт 9 размыкается с контактом 6 и замыкается 2S

7 6 с контактом 7 и по вспомогательной обмотке 3 течет ток. у электромагнитного реле допустимый ток контактов до десятков ампер, у поляризованного до одного ампера.

Однако поляризованное реле обладает значительно большим быстродействием и перегрузочной способностью по напряжению, чем электромагнитное. Кроме того, электромагнитное реле значи" тельно дешевле, чем поляризованное, поэтому поляризованное реле необходимо использовать в машинах малой мощности, где ток вспомогательной обмотки не превышает одного ампера. В машинах средней и большой мощности необходимо испольэовать электромагнитное реле, где ток вспомогательной обмотки больше одного ампера. о

В предлагаемом устройстве за счет устранения неидентичности коммутации секций паза расширяется область безыскровой работы при любой настройке коммутации и любом режиме работы.

:1092667

Составитель С. Шутова

Редактор М. Товтин ТехредВ.Далекорей КорректоР Ю. Макаренко

Заказ 3272/41 Тираж 667 Подписное

BHHHGH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4