Коллекторный генератор постоянного тока

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК д1) 4 Н 02 К 13/10, 23/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I (2I) 4144511/24-07 (22) 06.11.86 (46) 30.05.88. Бюл. У 20 (72) Е.Г. Горская, Е.С. Подколодный, Н.С. Иванов, В.А. Бостенков, С.В.Ежов и А.И. Федюкин (53) 621.313.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 884043, кл. Н 02 К 13/14, 1980.

Авторское свидетельство СССР !

1 519829, кл. Н 02 К 23/38, 1971.

Кацман М.М. Расчет и конструирование электрических машин. М.: Энергоиздат, 1984, с. 245, рис. !0 1. (54) КОЛЛЕКТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА (57). Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретенияповышение надежности и снижение массогабаритных показателей путем улучшения электрических характеристик за счет облегчения коммутации. Генератор содержит корпус 7, вал 1 с установлен- ными на нем якорем 2 и коллектором 3 прикрепленный к корпусу 7 индуктор 6, „.80„„ИВ А! траверсу 8 щеткодержателей 9 с плюсовыми и минусовыми щетками, плюсовой и минусовой выводы, установленные на внутренней поверхности траверсы магнитопроводящее кольцо 12 с полюсами 13 н размещенными на них электромагнитными катушками. На внешней поверхности траверсы размещена пружина, прикрепленная к корпусу для обеспечения поворота траверсы. На валу и внутри кольца установлен магнитопронодящий диск 16 с зазором относительно полюсов. Количество катушек кратно количеству щеткодержателей. Катушки установлены с чередованием полярности, причем начала катушек одной полярности подключены к плюсовому выводу генератора, другой полярности — к минусовому, а концы катушек — к ближайшим соответственно плюсовым и минусовым щеткам. Автоматическая установка щеток относительно нейтрали в зависимости от частоты вращения и тока нагрузки позволяет повысять надежность и уменьшить массогабаритные показатели. 2 ил.

1399854

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрических машинах, в частности в коллекторных генераторах постоянного тока.

Цель изобретения — повышение надежности и.снижение массогабаритных показателей путем улучшения коммутации. 10

На фиг. 1 представлен коллекторный генератор постоянно г о тока, общий вид; на фиг. 2 — вид Л-А на фиг. 1.

Генератор содержит вал 1 с установленными на нем якорем 2 и коллекторо» 3, плюсовой 4 и минусовой 5 выводы, индуктор 6, корпус 7 со свободно закрепленной на нем поворотной траверсой 8 со щеткодержателями 9 н плюсовыми 10 и минусовыми 11 щетками,20 на поворотной траверсе 8 установлено магнитопроводящее кольцо 12 с закрепленными на нем полюсами 13 прямоугольного сечения, на которых установлены электромагнитные катушки северной 14 25 и южной 15 полярности, общее число которых равно числу щеткодержателей

9, причем начало каждой катушки северной полярности 14 соединено с плюсовым выводом 4 генератора, а конец - 0 с выводом близлежащей плюсовой щетки

10, начало каждой катушки южйой полярности 15 соединено с минусовым выводом 5 генератора, а конец — с выводом близлежащей минусовой щетки II, на валу 1 установлен магнитопроводящий диск 16, длина которого равна длине полюсов 13, а зазор между диском 16 и полюсами 13 равен зазору между якорем 2 и индуктором 6, между 40 поворотной траверсой 8 и корпусом 7 установлены пружины 17, препятствующие свободному повороту траверсы 8 со щеткодержателями 9 в направлении вращения вала 1.

Коллекторный генератор постоянного тока работает следующим образом.

При вращении генератора между полюсовыми 10 и минусовыми 11 щетками возникает напряжение и при подключе,50 нии нагрузки к плюсовому 4 и минусо- вому 5 выводам по электромагнитным катушкам северной 14 и южной 15 поляряостей протекает ток. При увеличении тока нагруэки пропорционально возрастает ток в электромагнитных катушках северной 14 и южной 15 поляр- -.ностей и соответственно магнитный поток в полюсах 13, магнитопроводящем кольце 12 и вращающемся вместе с ротором магнитопроводяшем диске 16. В последнем возникают вихревые токи, которые образуют собственное магнитное поле в магнитопроводнщем диске

16, которое через воздушный эаэор замыкается по полюсам 13 и магнитопроводящему кольцу 12, взаимодействует с основным полем, создаваемым электромагнитными катушками !4 и 15. При этом на полюса 13, закрепленные на магнитопроводящем кольце 12 действует момент в направлении вращения вала 1 генератора, причем величина этого момента прямо пропорциональна частоте вращения вала 1 генератора и току, протекающему по катушкам 14 и 15, т.е. току нагрузки генератора.

Таким образом, под воздействием этого момента щеткодержатели 9, установленные на поворотной траверсе 8 вместе с полюсами 13 и магнитопроводя щим кольцом 12, перемещаются по направлению вращения вала l. Для уранновешивания данного момента, а также момента, возникающего от трения щеток 10 и II о коллектор 3 между поворотной траверсой 8 и корпусом 7 установлены пружины 17, причем усилие пружины выбирается таким образом, чтобы при начальной частоте вращения и холостом ходе генератора щетки IO u

ll находились на геометрической нейтрали, а при максимальной частоте вращения и номинальном токе нагрузки генератора угол отклонения щеток от геометрической нейтрали был таким, при котором коммутация будет наилучшей, т.е. безискровой. Кроме того, обеспечить необходимый угол сдвига щеток относительно геометрической нейтрали на всем диапазоне изменения частоты вращения и тока нагрузки можно путем выбора соответственного числа витков электромагнитных катушек 14 и 15 и зазора между полюсами 13 и магнитопроводящим диском 16.

Автоматическая установка щеток относительно геометрической нейтрали в зависимости от частоты вращения и тока нагрузки генератора позволяет повысить надежность и уменьшить массогабаритные показатели эа счет исключения из конструкции генератора системы зуб йтых передач, обладающей большими массой и габаритами и относительно невысокой надежностью, на10 х

20

25!

Ill l ll)I ((Г " . II I I!If )t !3ОЛО>3>(IIÈ >I ttlP TOI(3анн )3м сти < т частоты вращения, и "I III!l<>(. и изменения положения щеток завнсил)ости от T()Kë нагрузки и часто ть< ffpa!Ite!Iffy генератора.

В предложенном генераторе на всем лиапа 3()Hp изменения частоты вращения и при полном изменении тока нагрузки коммутация "темная, тогда как в

f)aзовом объекте при высоких значения частоть) вращения и тока нагрузки наблюдается искрение, приводящее к под гару коллектора и повышенному износу щеток.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Коллек торный ге нератор постоянного тока, содержащий корпус, вал с установленными на нем якорем и коллектором, прикрепленный к корпусу индуктор, траверсу щеткодержателей с плюсовыми и минусовыми щетками, плюсовой и минусовой вы3 И Ч а и Ш»3«. » т(М

> что, с IIB.BI.I<) ног)ьш)еtfft)! наде tt<)(ти н снижения массог»61pffTI!Ilx и >к;3 >отел< и путем улучшения коммутации, ге)<оратор дополнительно снабжен магнитопр водящимм кольцом, ус та новлен 3(ым н,3 в ну тренней поверхности траверсы и име >щим полюса с электромагнитными катушками на них, пружиной, размещенной на внешней поверхности траверсы и прикрепленной к корпусу для обеспечения поворо— та траверсы, магнитопроводящим диском, установленным на валу и внутри упомяиутого кольца с зазором относительно полюсов последнего, при этом количество катушек кр-.òíî количеству щеткодержателей, катушки установлены с чередованием полярности, причем начала катушек одной полярности подключены к плюсовому выводу генератора, другой полярности — к минусовому, а концы катушек — к ближайши)),cooT ветственно, плюсовым и минусовым щеткам

1399854 риГ 3

Составитель С. Шутова

Редактор Т. Лаэоренко Техред >.Ходанич

Корректор М. Демчик

Заказ 2674/54 Тирав 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская на6., д. 4/5

Производстненно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4