Электрическая машина постоянного тока
Изобретеиие относится к электромашиностроению . Целью изобретения является улучшение коммутации. Машина содержит якорь с волновой обмоткой, подключенной к коллектору, и токоподводящие щетки, установленные на геометрических нейтралях. Дополнительно установлено р-1 пар разнополярных токоподводящих щеток 63-66 и d пар разнополярных коммутирующих щеток 69- 72. Однополярные коммутирующие щетки 69 и 72 электрически соединены друг (Л
СООЭ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 K 13 14
1 (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ASTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTVM (21) 3907242/31-07 (22) .77.03.85 (46) 23.05.87. Бюл. В 19 (71) Львовский политехнический институт им . Ленинского комсомола (72) Ю.И.Чучман и В.Д.Завгородний (53) 621.313.2(088.8) (56) Неллин В.И. и др. Механика скользящего контакта. — M. Транспорт, 1966, с. 68-70.
Авторское свидетельство СССР
IP 862292, кл. Н О1 К 39/46, )981.
Авторское свидетельство СССР
Ф 922957, кл. Н 02 К 13/14, 1982.
„.SU„„1 12689 А1 (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МА1ПИНА ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Целью изобретения является улучшение коммутации. Машина содержит якорь с волновой обмоткой, подключенной к коллектору, и токоподводящие щетки, установленные на геометрических нейтралях. Дополнительно установлено р-1 пар разнополярных токоподводящих щеток 63-66 и d пар разнополярных коммутирующих щеток 6972, Однополярные коммутирующие щетки
69 и 72 электрически соединены друг
1312689 с другом с помощью токопроводящих перемычек 73 и 74, угол обхвата коллектора каждой иэ коммутирующих щеток удовлетворяет условию т d/2р
Часть щеток одной полярности смещена относительно нейтрали на угол по часовой стрелке, другая часть — против часовой стрелки. Угол т удовлетворяет условию т > к /2 + (р-d) Изобретение относится к электромашиностроению.
Целью изобретения является улучшение коммутации.
На фиг ° l показана схема электри- 5 ческой машины с р = 4, размеры токоподводящей и коммутирующих щеток и их расположение в машине; на фиг.2— схема замещения машины, расположение и размеры щеток и элементов коллектора; на фиг.3 — расположение и размеры токоподводящих и коммутирующих щеток электрической машины со схемой обмотки.
Секции 1-27 обмотки подключены к пластинам 28-54 коллектора, образуют волновую обмотку электрической машины, В машине с числом пар полюсов р = 4 существует 2р = 8 геометрических нейтралей 55-62, смещенных одна относительно другой на угол = . По
P геометрическим нейтралям 55-58 установлены токоподводящие щетки 63-66, число которых N 2(р-1). Величина 1 выбирается произвольно, но не более р-2. В примере (фиг.3) число 1 принято равным 2, что обеспечивает выполнение условия 1 < р-2 н для этого случая N = 2(р-1) 4. Щетки 63-66 подсоединены к токосборным шинам 6768. Угол обхвата коллектора oL токоподводящими щетками 63-66 выбирается, исходя из известных условий обеспечения допустимой плотности тока в щетке и удовлетворительной коммутации машины. В машине установлено 2d = 4 коммутирующих щеток 69-72, которые с помощью токопроводящих перемычек 73 и 74 попарно соединены друг с другом, 0 при этом перемычки 73 и 74 установлены между однополярными коммутнрующи/2р.t>, где t> — коллекторный шаг, р — число пар полюсов, 1 = 2, 4, 6... (р-2), d 2, 4, 6, ... 1, - угол обхвата коллектора токоподводящей щеткой, Коммутация обеспечивается за счет автоматического шунтирования коммутирующими щетками секций перед их вступлением в коммутацию и после выхода иэ коммутации. 3 ил.
I ми щетками 69 и 72, так щетки 69 и
71 одной полярности соединены между собой перемычкой 73, а щетки 70 и 72 другой полярности — перемычкой 74.
Между однополярными коммутирующими щетками могут быть включены сопротивления активного, индуктивного или емкостного типа в виде резисторов, катушек индуктивности (дросселей) или конденсаторов. Угол обхвата коллектора каждой иэ коммутирующих щеток
69-72 выбирается при k = 27, = 2 >< /k = 2 Р/27, Ы = 0,75, 3 i /54 и его величина удовлетворяIl ет условию
144
Коммутирующие щетки 69-72 установлены относительно геометрических нейтралей машины 59-62 таким образом, что д/2 = 1 щеток одной полярности смещены на угол т по ходу часовой стрелки (щетка 71 одной полярности и щетка 72 другой полярности), а остальные d/2 = 1 щеток той же полярности смещены на угол у в противоположную сторону (щетки 69 одной полярности и щетка 70 другой полярности).
Величина угла смещения щеток 69-72 удовлетворяет условию
5 g >--- я
108
Предлагаемая электрическая машина работает следующим образом.
При вращении якоря с закрепленными на нем секциями 1-27 происходит переключение секций 1-27 иэ одной параллельной веTBH обмотки в другую.
Переключение секций 1-27 осуществляется токоподводящими щетками 63-66, замыкающими изоляционные промежутки между пластинами 28-54 коллектора, к
3 13126 которым подключены секции 1-27 обмотки якоря. По контурам, образованным иэ переключаемых секций 1-27, пластин коллектора 28-54 и контактирующих с ними токоподводящих щеток 63-66 5 протекают коммутационные токи.
При вращении якоря по направлению, показанному стрелкой с индексом ы, (фиг.3), набегающий край коммутирующей щетки 70 вступит в контакт с 10 пластиной 44 и эакоротит секции 19, 26 и 6 раньше, чем набегающий край токоподводящей щетки 64 подойдет к пластине 31 и эакоротит секцию 6, т.е. процесс коммутации секции 6 проиэой- 15 дет так же, как и в другом варианте.
В процессе дальнейшего вращения якоря сбегающий край токоподводящей щетки 65 покидает пластину 36, а секция
4, которая закорочена токоподводящими20 щетками 63 и 65, соединенными с токосборной шиной 67, оказывается включенной последовательно с секциями ll и 18 и параллельно секциям 4, II u
l8, Через коммутирующую щетку 7 вклю-25 чается секция 24, а переход секций 4, 11 и 18 в параллельную ветвь обмотки происходит после схода сбегающего края коммутирующей щетки 71 с пластины 50. Таким образом, процесс комму- ЗО тации секции 4 происходит так же, как и в другом варианте. Токопроводящие перемычки 73 и 74, установленные между коммутирующими щетками 69-72, служат для выравнивания потенциалов под 35 однополярными коммутирующими щетками, а для формирования требуемых законов изменения величин токов в коммутируемых контурах между коммутирующими щетками 69-72 одинаковой полярности 40 могут быть установлены резисторы, катушки индуктивности или конденсаторы (не показаны), включенные в разрыв соединительных токопроводящих перемычек 73 и 74. 45
В предлагаемой машине улучшение коммутации обеспечивается эа счет автоматического шунтирования коммути89 4 рующими щетками секций перед их вступлением в коммутацию н после выхода из.- . коммутации.
Формула и э обре т е н и я
Электрическая машина постоянного тока, содержащая якорь с волновой обмоткой, подключенной к коллектору, токоподводящие щетки, установленные на геометрических нейтралях и соединенные с токосборнымп шинами, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения коммутации, установлено (р-1 пар раэнополярных токоподводящих щеток и d пар разнополярных коммутирующих щеток, коммутирующие щетки изолированы от токосборных шин, однополярные коммутирующие щетки электрически соединены друг с другом с помощью токопроводящих перемычек, угол обхвата коллектора каждой иэ коммутирующих щеток удовлетворяет условию
Е> « -P при этом коммутирующие щетки установлены относительно геометрических нейтралей машины таким образом, что
Й/2 щеток одной полярности смещены относительно нейтрали на угол у по ходу часовой стрелки, остальные d/2 щеток той же полярности смещены относительно нейтрали на угол т против хода часовой стрелки, а величина угла удовлетворяет условию
ot в — d у) -+ t
2 2р где t< 2 я/k - коллекторный шаг; р — число пар полюсов машины;
1 2, 4, 6, ..., (р-2); (— угол обхвата коллектора токоподводящей щеткой;
k - -число пластин коллектора.
1312689
1312689
Фиа2
Составитель С.Шутова
Техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар
Редак тор И. Шулла
Заказ 1977/53 Тираж 661 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113435, Москва, Ж-35, Раунская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
