Способ настройки дополнительных полюсов коллекторных машин постоянного тока и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к электроа машиностроению. Цель изобретения - повысить производительность настройки коммутации. Способ включает измерение величины, пропорциональной добавочному току коммутации при изменении намагничивающей силы дополнительных полюсов , вычисление и корректировку параметров полюсов. Величину, пропорциональную току коммутации, определяют по падению напряжения на щетке в период коммутации и по приведенной формуле определяют зазор и число витков обмотки. Устройство содержит последовательно соединенные сопротивление 3, измеритель тока 2, выключатель 4 и датчик добавочного тока 5, выполненный в виде разрезной в радиальном направлении щетки, каждая половина которой подключена к входу измерительного прибора 6. 2 с.п. ф-лы, 5 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECr1YB JlHH

„„SU„„1418851 А 1 (51)4 Н 02 К 13/1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В 5.-.".9Н1;. Н 4 Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фив.!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4224151/24-07 (22) 16. 02. 8 7 (46) 23.08.88. Бюп. У 31 (71) Куйбышевский политехнический

° институт им. В.В. Куйбышева (72) А.И.Скороспешкнн, А.Б.Немнонов, В.P.Òàðàíîâñêèé и П.М.Калужский (53) 621.313 ° 2(088.8) (56) Касьянов В.Т. Регулировка дополнительных полюсов машин постоянного тока. — Электричество, 1934, Р 20, с. 1-8.

Авторское свидетельство СССР

У 788283, кл. Н 02 К 23/24, 1980. (54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ

ПОЛЮСОВ КОЛЛЕКТОРНЫХ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электроа машиностроению. Цель изобретения — повысить производительность настройки коммутации. Способ включает измерение величины, пропорциональной добавочному току коммутации при изменении намагничивающей силы дополнительных полюсов, вычисление и корректировку параметров полюсов. Величину, пропорциональную току коммутации, определяют по падению напряжения на щетке в период коммутации и по приведенной формуле определяют зазор и число витков обмотки. Устройство содержит последовательно соединенные сопротивление 3, измеритель тока 2, выключатель

4 и датчик добавочного тока 5, выполненный в виде разрезной в радиальном направлении щетки, каждая половина которой подключена к входу измерительного прибора 6. 2 с ° и. ф-лы, 5 ил.

1418851

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к настройке дополнительных полюсов (ДП) коллекторных машин на оптимальную коммутацию.

Цель изобретения — повышение производительности настройки.

На фиг. 1 представлена электрическая схема устройства, реализующего способ) на фиг. 2 — датчик, (разрезная 10 щетка установленный в щеточном бракете машины; на фиг, 3 — датчик добавочного тока коммутации, на фиг.4 схема датчика с усилителем-фильтром на фиг. 5 — схема усилителя-фильтра. 15

Шунтирующая цепь обмотки 1 дополнительных полюсов состоит из амперметра 2, сопротивления 3 и ключа 4.

Измерительная цепь включает датчик разрезную щетку 5 с изолированными 20 частями, выводы которых (клеммы а и

b ) подключены к входу измерительного вольтметра 6 постоянного тока (вторая силовая клемма машины не обозначена). 25

Датчик 5 помещается в колодец щет:кодержатсля 7 вместо одной из рабочих щеток. Оставшиеся рабочие щетки 8 подключаются к силовой цепи (клемма Я1), при этом для реверсивной ма- 30 шины они расположены на геометрической нейтрали машины.

Датчик добавочного тока коммутации (фиг. 3) состоит из двух частей

9 (щеток), изолированньм От щеткодержателя 7 с помощью гильзы 10, а одна от другой с помощью прокладки

11. Верхняя часть гильзы 10 склеена с упорной головкой 12, к верхнему фланцу которой скобой 13 прижимается 40 крьппка 14. Для удобства установки и снятия датчика служит держатель 15, жестко прикрепленный к фланцу головки 12, который обеспечивает также фиксацию датчика относительно щетко- д5 держателя. Пружины 16 обеспечивают необходимое давление на щетки 9, токоведущие выводы которых проходят наружу и подключены к клеммам g и Ъ (необозначенные отверстия, соответствуют винтам крепления щеткодержателя к траверсе и винту крепления наконечников рабочих щеток к силовой клемме), При установке датчика в щеткОдержатслях других типОВ конструкция может соответствующим образом изменяться.

Напряжение U> датчика 5 (фиг. 1), снимаемое с его выходных зажимов а и

b, пульсирует с ламельной частотой и является функцией времени U (t) .

Постоянная составляющая (среднее значение) этого напряжения где Т вЂ” период интегрирования.

Для уменьшения влияния помех период Т следует выбирать равным времени нескольких оборотов якоря, но не более 2-3 с для обеспечения высокой производительности.

Если измерительный вольтметр 6 не позволяет точно выделить постоянную составляющую напряжения датчика или имеет недостаточную чувствительность, то в устройство может быть дополни» тельно введен усилитель-фильтр 17 (фиг. 4), к которому подводится требуемое напряжение питания. усилитель-фильтр 17 (фиг. 5) состоит из операционного усилителя 18 (например, К140УД8), резистора 19 компенсации входного тока смещения, входного резистора 20, резистора 21 и емкости 22 обратной связи, потенциометра 23 установки нуля усилителя, подключенного к источнику биполярного пи ания + +U„ „, Путем выбора резисторов 20 и 21 и емкости 22 устанавливается необходимая частота среза фильтра (не более 10-15 Гц) и требуемый коэффициент усиления.

При настройке коммутации действия выполняются в следующем порядке.

В выбранном режиме работы машины (как правило, номинальном). при разомкнутом ключе 4 (ток отпитки равен ну" лю) определяют напряжение U датчика-щетки 5. Так как это напряжение содержит пульсации ламельной частоты, то измеряют его постоянную составляющую U с помощью вольтметра 6 постоянного тока. Затем, замыкая ключ 4, шунтируют обмотку 1 дополнительных полюсов сопротивлением 3 и фиксируют ток отпитки I „ по амперметру 2.

Для этого тока снимают напряжение U с разрезной щетки-датчика 5 и измеряют его постоянную составляющую U с помощью вольтметра 6.

Характеристика датчика добавочного тока коммутации описывается (при постоянном токе якоря)линейной зависимостью

<отв + В, пр

I отп «н

U< Тотп

+ К («< -112) «н (5) (3) пр U<

m ото U << ого

F = I ф <<н а

50 откуда оттг цн (4) Р = I

W« ко «н к

3 14188 где U — напряжение (постоянная составляющая) датчика

I — ток отпитки обмотки дополниотп тельных полюсов.

При этом коэффициенты А и В можно определить при задании двух точек (U<, U ) линейной зависимости по формулам

A à Ж. ВП (2) 1О огп где U, U — напряжения датчика без отпитки (1 „ = 0) и при (I«<< ) 15

I „- ток отпитки (с отрицательным знаком) .

При отсутствии добавочного тока коммутации (прямолинейная коммутация) напряжение датчика равно нулю. Ток 2р пр отпитки ото Io „ . Подставив (2) в (1) и приняв u - О получают

При настройке ДП на середину ОБР опт ток отпитки обозначим 1,„ . Намагничивающая сила обмотки ДП с исходным 30 числом витков при таком токе отпитки, соответствующем середине ОБР, равна

««r (-I«+ I«„)W при оптимальном числе витков и коммутации, соответствующей середине ОБР I» Wo„,, где Т о н ток якоря, при котором проводятся испытания.

Оптимальные параметры находятся иэ условия, что напряженность магнитного поля в воздушном зазоре остается 40 постоянной при переходе от данного параметра с подпиткой, соответствующей середине ОБР, к оптимальному беэ подпитки.

Приравняв выражения для намагничивающих сил, получают

При этом пренебрегают потерями в стали, магнитная цепь ДП считается ненасыщенной, а коэффициент рассеяФ ния обмотки ДП постоянным.

5!

Связь между током отпитки 1, < <ппр тимальная коммутация) и тс ком 1,„ (прямолинейная коммутация) при переходе к относительным единицам олисы— вается в виде опт пр отп отп

+ К <<н <<н

) опг отп I огп где К = — — — — — — — коэффициент уско н

<<н рения коммутации.

С учетом (3) получается

Подставляя (5) в (4), получают

W =W1+ — — +К (6)

U< .<.отп опт 4) рч

Экспериментально определяя значения U<,Uz, То,„. и зная Т «(номинальньп1 ток якоря или ток якоря, при котором проводится определение U,, U2 Io, ), вычисляют оптимальное число питков и корректируют число витков дополнительных полюсов.

Если число витков по каким-либо причинам изменять неудобно, может быть скорректирован зазор под добавочным полюсом. С учетом намагничивающей силы (н.с.) компенсационной обмотки F„, и поперечной реакции якоря

F уравнения для определения опти1 мального зазора записываются в виде: (I,„+IÄ )— - + Р -Р = Н 4, кр

Ф вЂ” -+F -Р =Н6

ll«а кО о опт >

3 где Н вЂ” напряженность магнитного поля в зазоре.

Выражение для н.с. дополнительных полюсов записано с учетом числа а параллельных ветвей обмотки ДП.

Н.с. компенсационной обмотки

1418851 где W„ число витков к.о. на 1 полюс, аллельных ветвей а — число пар к к.о.

Н.с. ° реакции якоря

Ал

Х I g

8ра

10 где А г

F + F — Га

Е Ы и

F + -+--Г +Г -F

? тп (8) 25

Поделив числитель и знаменатель на

Fp в по 30

Р„-Г и обозначив лучают опт

° (9) Q+ 1+ — -9

Трн

С учетом (5) Г

ОПТ

Ы ОФЪ

1+ — — — с —— 0, -1 ю. — P(10) 40

+ К вЂ”вЂ”

8+1 где

Т м М а+

I WM NINTH а„ 8ра

g Ф.

F ко

8paW

- — - — Na

При отсутствии компенсационной обмотки выражение (11) упрощается: (11) . 50

F Spa W в р

F Иа

Коэффициент К в формулах (6) и (10) выбирается в пределах 0-0,2 и за(12) 55 — линейная нагрузка; — полюсное деление, N — число эффективных проводников, р — число пар полюсов, 15 а — число пар параллельных ветвей обмотки якоря.

Разделив второе уравнение (7) на первое, получают

+F -Р

О опт а ко

3 (I +I ) †-+F -F ð

9н о п а ко

3 висит от марки щеток, мощности машины, характера питающего напряжения, Величину тока отпитки I»„выбирают в пределах 0,05-0,15 (с отрицательным знаком). При этом, как показано экспериментально, сохраняется линейность характеристики датчика добавочного тока коммутации.

Предлагаемый способ может применяться в коллекторных машинах с любым типом обмотки якоря, обеспечивает высокую оперативность настройки дополнительных полюсов серийного потока машин, особенно с учетом того, что измерительная цепь устройства для осуществления способа является постоянной и неразрывной, а датчик до- бавочного тока коммутации оперативно переставляется с машины на машину.

Трудоемкость вычисления оптимальных параметров дополнительных полюсов может бьггь уменьшена применением номограмм.

По сравнению с известным предлагаемый способ позволяет повысить производительность испытаний примерно на 20Х, обеспечивая при этом повышение коммутационной устойчивости коллекторных электрических машин.

Формула изобретения

1. Способ настройки дополнительных полюсов коллекторных машин постоянного тока путем измерения величины, пропорциональной добавочному току коммутации при изменении намагничива- 1 ющей силы дополнительных полюсов, вычисления и корректировки параметров дополнительнык полюсов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения производительности настройки, величину, пропорциональную добавочному току коммутации, определяют по падению напряжения на щетке в период коммутации, а оптимальный зазор и число витков обмотки добавочных полюсов определяют по формулам

3 опт П

1 + — - — - -" — + К (U,-U )I,„e+1

W - W 1 + --— --— -- - - — + К

П1 тп где W W — соответственно имеющеопт еся и оптимальное число

1418851 реакции якоря.!

Фиг. 3 витков обмотки дополнительного полюса, имеющийся и оптимальный з а 3 ор д о и Ол ни т BJI ь н о Г О полюса; напряжения, пропорциональные добавочному току коммутации, (постоянные составляющие) беэ10 и с изменением намагничивающей силы дополнительных полюсов1 ток отпитки дополнительных полюсов," 15 ток якоря; коэффициент ускорения коммутации, обеспечивающий усиление дополнительных полюсов для на-20 стройки на оптимальную (нормально ускоренную) коммутацию

9 — отнг шеHHp. намагничиваlo щей силы дополнительного йолюса к разности намагничивающих сил компенсационной обмотки и

2. Устройство пля настройки дополнительных полюсов коллекторных машин постоянного тока, содержащее шунтирующую цепь обмотки дополнительных полюсов, состоящую из последовательно соединенных сопротивления, измерителя тока, вьп<лючателя, и датчик добавочного тока коммутации, подключенный к измерительному прибору, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что датчик выполнен в виде разрезной в радиальном направлении щетки, каждая половина которой подключена к входу измерительного прибора.

1418851

Способ настройки дополнительных полюсов коллекторных машин постоянного тока и устройство для его осуществления Способ настройки дополнительных полюсов коллекторных машин постоянного тока и устройство для его осуществления Способ настройки дополнительных полюсов коллекторных машин постоянного тока и устройство для его осуществления Способ настройки дополнительных полюсов коллекторных машин постоянного тока и устройство для его осуществления Способ настройки дополнительных полюсов коллекторных машин постоянного тока и устройство для его осуществления Способ настройки дополнительных полюсов коллекторных машин постоянного тока и устройство для его осуществления 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электромашиностроению

Изобретение относится к области электромапмностроения

Изобретение относится к области электротехники, в частности к коллекторным электрическим машинам, и может быть использовано для объективной оценки их коммутации Целью изобретения является повышение точности измерения

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при производстве коллекторных электрических машин, обладающих повышенными требованиями к уровню радиопомех при эксплуатации

Изобретение относится к электромашиностроению

Изобретение относится к электротехнике , а именно к электроприводу постоянного тока

Изобретение относится к области электротехники

Изобретение относится к области электротехники

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрических машинах постоянного тока с дополнительными полюсами и компенсационной обмоткой

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в коллекторных электрических машинах постоянного тока с дополнительными полюсами и компенсационной обмоткой

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрических машинах постоянного тока с дополнительными полюсами и компенсационной обмоткой

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для улучшения коммутации коллекторных машин постоянного тока, питаемых от статических преобразователей

Изобретение относится к области электроники, а именно к коммутации коллекторных машин постоянного тока

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для улучшения коммутации коллекторных машин переменного тока, и может быть использовано в электрических машинах с дополнительными полюсами

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для улучшения коммутации коллекторных машин постоянного тока с любым типом возбуждения

Изобретение относится к области электротехники, а именно - к способам улучшения коммутации однофазных коллекторных электрических машин, и может быть использовано в двигателях с дополнительными полюсами

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в коллекторных электрических машинах с компенсационной обмоткой и дополнительными полюсами и с любым типом возбуждения
Наверх