Машина постоянного тока с разомкнутой обмоткой якоря

 

Изобретение относится к электромашиностроению . Цель изобретения улучшение-коммутации. Машина содерлсит индуктор I и якорь,, в пазах которого уложены секции,2-7, обмотки, присоединенные-К пластинам 8-13 коллектора 14, выполненных ступенчатыми . Каждая ступень сметена по длине коллектора на ширину ступени. Число секций щеток равно числу ступеней коллектора. Каждая секция щетки подключена к источнику 19 питания через вентили. На одной из нижних ступеней коллектора установлена дополнительная секция щетки, подсоединенная к источнику питания через вентиль аналогично секции щетки, установленной на этой же ступени, и расположена на i расстоянии у .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (1) 4 Н 02 К 23/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3818180/24-07 (22) 27.11,84 (46) 07.12,86, Бюл, Ф 45 (71) Кировский политехнический институт (72) В,Т, Караваев (53) 621.313.2(088.8) (56) Талвинский А,В, Электрические машины постоянного тока, М,-Л, ГЕИ, 1956, с.32, Фиг,10.

Авторское свидетельство СССР

У 1037382, кл, Н 02 К 23 28, 1983 (54) МАШИНА ПОСТОЯННОГО ТОКА С РАЗОМКНУТОЙ ОБМОТКОЙ ЯКОРЯ (57) Изобретение относится к электромашиностроени)о, Цель изобретения улучшение коммутации, Машина содержит индуктор 1 и якорь, в пазах которого уложены секции 2-7, обмотки, присоединенные .к пластинам 8-13 коллектора 14, выполненных ступенчатыми, Каждая ступень смешена по длине коллектора на ширину ступени. Число секций щеток равно числу ступеней коллектора. Каждая секция щетки подключена к источнику 19 питания через вентили. На одной из нижних ступеней коллектора установлена дополнительная секция щетки, подсоединенная к источнику питания через вентиль аналогично секции щетки, установленной на этой же ступени, и расположена на расстоянии у = )к ° (2К + P) 4 PK от секции rr.eTKH IrpoTHBonOJIoEной полярности, расположенной на нижней

1275674

Ьрк

«е — «H 8 ° К р

8 ° К ступени, а разнополярные секции щеток установлены с maroM у» = у == 7< D х х (2К-P). Коммутируемые секции 2 и 5 включены в цепь двух параллельных

Изобретение относится к электротехнике, а именно к машинам постоянного тока с разомкнутой обмоткой якоря.

Целью изобретения является улучшение коммутации, На фиг,1 показана принципиальная схема машины с коллектором со ступенчатыми пластинами; на фиг.2— принципиальная схема машины с разме- !О щением разнополярных секций щеток на верхних ступенях коллекторных пластин; на фиг,3 — принципиальная схема машины с размещением разнополярных щеток на верхних ступенях коплектор- .!З ных пластин с последовательным соединением секций обмотки якоря.

На фиг,1 приведена конструкция

2р2 полюсной машины постоянного тока с разомкнутой обмоткой якоря, со- 20 стоящая из индуктора 1 зубчатого барабанного якоря,.в пазах которого уложены секции 2-7 обмотки, равные числу пазов якоря Z и присоединенные к пластинам 8-13 коллектора 14, выполненных ступенчатыми, с числом ступенек, равным целому числу

Z/2p — 1.

Отрицательная и положительная щетки выполнены соответственно из 15, 16 и 17, 18 секций щеток, при этом каждая секция щетки подключена через электрические. вентили, включенные относительно источника 19 питания 35 параллельно, а по.отношению к секциям щеток 15, 16 и 17, 18 к секционным сторонам обмотки якоря последовательно.

Для исключения замыкания секционных секций 2 и 7 между собой во время коммутации разнополярные секции щеток 15, 17, расположенные на верх" них ступенях коллектора, и разнополярные секции щеток 16 и 18, расповетвей, .коммутационный ток замыкается внутри обмотки якоря, увеличивая ток других секций, улучшая коммутацию, 3 ил, ложенные на нижних ступенях коллектора, установлены с шагом, равным где рк — диаметр коллектора;

P — число нар полюсов;

К вЂ” число коллекторных пластин.

На каждой нижней ступени коллеко тора установленадополнительная секция щетки 20 с. шагом между разнополярными секциями щеток 15 и 20, равным и подсоединена к источнику 19 питания через электрический вентигВ .

Отрицательная секция щетки 16 смещена с геометрической нейтрали против направления вращения в режиме двигателя, показанного стрелкой D на фиг.1, на шаг, равный а отрицательная секция щетки 15 смещена с геометрической нейтрали по направлению вращения фиг,! на шаг, равный

Каждая из секционных сторон обмотки 2-7 присоединена как к предыдущей, так и к последующей секционной стороне по обходу якоря через конденсаторы, Относительное перекрытие щетки ступени коллектсрной пластины равно отношению ширины щетки

1 рк

b = — — (t + N) 44РК ы,я. л р к коллекторному делению при условии отсутствия эамь|кания сек) 2756 ций через секции щеток в переходных режимах работы определяется по формуле

1 P K(t + N)

5 к где t — ширина прорези между колы.п. лекторными пластинами, определяемое напряжением переходного процесса при коммутации, равным 10 U мм;

N — технологический допуск на установку щетки, на который уменьшается ширина <5 щетки, меньший диаметр для малых машин, больший размер для машин большой мощности, в пределах 0,15 мм, 20

Предел смешения осей секций щеток относительно их основного положения по и против направления вращения составляет (О,!-5 мм), где малый раз- мер относится к машинам малой мощнос- 25 ти, а больший размер — к машинам большой мощности.

Vа фиг.2 приведена конструкция машины постоянного тока с разомкнутой обмоткой якоря, у которой разно- 50 полярные секции щеток 15, 16 и 17, 18, 20 установлены на верхних ступенях коллекторных пластин. Для устранения короткого замыкания сторон секций обмотки 2-7 между собой разнопо35 лярные секции щеток 15, 17 и 16, )8 дополнительно смещены относительно друг друга на шаг, равный

<о при этом наги секций щеток у,, у, 4 s 5 определяются также как для конструкции машины на фиг,1. Аналогично установлены и конденсаторы, 45

На фиг.3 показана принципиальная схема машины с размещением разнопо1 лярных щеток на верхних ступенях коллекторных пластин, в которой все секционные стороны обмотки якоря соеди- 50 иены последовательно посредством коллекторных пластин и разнополярных секций щеток в одну ветвь обмотки якоря, Однополярные секции щеток 18 и 20 55 подключены к источнику 19 питания через электрические вентили, соединенные между собой встречно.

74 4

Шаги секций щеток по коллектору у» у у у у определяют как в конструкции машины на фиг.2.

Аналогично установлены кбнденсаторы.

Принцип действия предлагаемой машины постоянного тока с разомкнутой обмоткой якоря для фиг,1 — 3 общий и заключается в следующем, При подключении секций щеток 15, l6 и 17, 18, 20 (фиг,1) соответственно через вентили к источнику 1-9 питания в секционных сторонах 2-7 протекают токи, симметричные относительно полюсов N u S индуктора 1 и при возбуждении в полюсах N u S магнитного потока, создается вращающий момент, приложенный к якорю в направлении стрелки D, В результате движения якоря (фиг ° 1 — 3) по стрелке D геометрическую нейтраль проходят последовательно секционные стороны 2-7 обмотки якоря, Коммутация осуществляется следующим образом. Секционные стороны 2,5 и 4,7 обмотки подключены параллельно к источнику 19 питания, а секционные стороны 3 и 6 обмотки отключе ны и переходят из области южного по . люса S в область северного полюса N индуктора 1 и при смещении разнополярных секций щеток относительно друг друга на шаг меньше полюсного деления у секция щетки 20 без протекающего по ней тока полностью переходит с коллекторной пластины

1i на 12, после чего секция 16 переходит с коллекторной пластины 8 на

9, подключая секционные стороны 3 и 6 параллельно к источнику 19 питания и к секционным сторонам 2,5 и ,4,7 обмотки.

Затем секция щетки 16 отключает, а секция щетки 15 подключает секционные стороны 2 и 5 обмотки к источнику 19 питания, при этом секция щет. ки подключает секционные стороны 3 и 6 обмотки к источнику 19 питания, Далее секция щетки 18 отключает, а секция щетки 17 подключает секционные стороны 2 и 5 обмотки к источнику 19 питания, а секция щетки 15,отключает секционные стороны 4 и .7 обмотки от. источника 19 питания при переходе ее из области северного полюса в область южного полюса S индуктора 1, Процесс коммутации повторяется с тем же порядком чередования« ) к (2К + P)

3 РК

5 ) 2756

Особенность . коммутационногопроцесса пердлагаемой машинь состоит в том, что при размыкании, например, секций щетки 16 секционных сторон 2 и 5, ее ЭДС приложена к двум параллельным ветвям обмотки якоря. При этом, первая ветвь состоит из секционных сторон 2 и 5, конденсатора, секционных сторон 6 и 3, конденсатора, секционных сторон 4 и 7 и кон- 10 денсатора, а.вторая ветвь состоит из конденсатора, секционных сторон 3 и 6, конденсатора, секционных сторон

7 и 4, конденсатора и секционных сторон 2 и 5, Хаким образом, вследствие 15 того, что коммутируе)алые, секционные стороны 2 и 5 включены через конденсаторы в цепь двух параллельных вет" вей, коммутационный ток замыкается не через щеточный контакт, а внутри 20 об<<отки якоря, увеличивая гок работающих секционных сторон 3,6 и 4,7, создающих дополнительный положительHblH электромагнитный момент, который компенсирует величину тормозного момента секционных сторон 2 и 5 при протекании по ним тока коммутации.

Аналогично процесс коммутации повто" ряется для следующих секционных сторон. 30

Выполнение машины постоянного тока с разомкнутой обмоткой якоря по предлагаемой конструкции. улучшает коммутацию машин, упрощает техноло-логию изготовления. 35

Формула изобретения

Машина постоянного тока с разомкнутой обмоткой якоря, содержащая ин74 дуктор И якорь, секции обмотки которого подсоединены к<ерез секционированные щетки к ступенчатым коллекторным пластинам, число ступеней которых равно целому числу Z/2Ð-), причем каждая последующая ступень смещена по длине коллектора на длину ступени и по диаметру -коллектора на ширину ступени по направлению вращения, число секций щеток равно числу ступеней коллекторных пластин, причем .любые две секции смещены относительно друг друга на расстояние, превышающее ширину секции щетки, а каждая секция щетки подключена к источнику питания через вентили, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью улучшения коммутации„ на одной нижней ступени коллекторной пластины установлена дополнительная секция щетки, которая подсоединена к источнику питания через вентиль,. аналогично секции щетки, установленной на этой же ступени, и расположена на расстоянии

1 от секции щетки противоположной полярности, расположенной на нижней ступени, а разнополярные секции щеток установлены с шагом у< = J. = 7.Р- (2K P) у где D „" диаметр коллектора;

P - число пар полюсов;

К - число коллекторных пластин, 1275674

gus 2

Риг. 5

Составитель С, 1 !утова

Редактор Г. Волкова Техред Л.Олейник

Корректор И Муска

Заказ 6576/52 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д.4/5

П оизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, у . р л. П оектная 4

P В