Электрическая машина постоянного тока

 

ь .т-; тн; -т<: хянч ""Х

I 1 :. >т,.ц ж

ОП ИСАНИЕ

Союз Советскик

Социалистических

Республик 692О06 (61) Дополнительное к авт, свил-ву— (22) Заявлено 08.04.77 (21) 2470547/24-07 (51) М. К .

Н.02 К 13/! 4 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Государстеенньа немитет

СССР не делам изобретений и етнрытий

Опубликовано 15.10.79. Бюллетень № 38

Дата опубли1<ования описания 25.10.79 (53) УДК 621.313. .2.014.2 (088.8) Г. H. Фридман, В. К. Калашников, E. M. Коварский, В. В. Титов, Б. А. Борисов, Л. С. Семенов, H. С. Воронин, Ф. М. Сальковскнй, Л. H. Стаскевич и Л. М. Поляк (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ПОСТОЯННОГО TOI(A

Изобретение относится к электротехнике, конкретно к электрическим машинам постоянного тока с вентильно-механической коммутацией (ВМК).

Известны электрические машины постоянного тока с ВМК, предусматривающие включение р-и переходов в цепь щеток jl).

В этом случае применяются коллекторы с холостыми коллекторны ми пластинами или с уширенными межламельными изоля- -. ционными расстояниями, что увеличивает вес и диаметр коллектора. Кроме того, повышается окружная скорость и возникает неравномерный износ холостых и рабочих коллекторных пластин, что ухудшает динамику скольжения щеток и увеличивает их износ.

Наиболее близкой по технической сущности к предложенной является электрическая машина, в которой р-п переходы вкл1очены в цепь коллекторных пластин (2).. Однако в этом случае полупроводники должны быть рассчитаны на полный рабочий ток якоря, что увеличивает его габариты.

В мощных машинах такое подкл1очение р-п перехода технически неоправдано.

Целью изобретения является повышение надежности машины за счет уменьшения загрузки вентилей.

Это достигается тем, что в предложеннои машине между основными пластинами установлены пары дойолнительных пластин, длина каждой из которых в два раза меньп е длины основных пластин, каждая из дополнительных пластин соединена с одной из основных пластин через электрический вентиль, а щетки и дополнительные пластины установлены со сдвигом в аксиальном направлении на половину длины активной части основных коллекторных пластин.

На фи г. о1 представлена конструктивна я схема предложенного коллектора на примере петлевой обмотки якоря для нереверсивных электрических машин; на фиг. 2 — график коммутационного цикла на примере положительной щетки, ц ирина которой равна ширине основной коллекторной пластины; на фиг. 3 — конструктивная схема коллектора для реверсивных электрических машин.

Основная коллекторная пластина 1 и разрезные и изолированные одна от другой дополнительные пластины 2 соединены через

692О(И>

Формула изобретения з р-и переходы 3. Ilri одной половин< контактной поверхности коллектора скользят щетки 4 положительной полярности, по другойщетки 5 отрицательной полярности. Дополнительные полюса настраиваются на умеренно-ускоренную коммутацию с расчетом изменения направления тока в коммутируемом контуре несколько раньше, чем дополнительная коллекторная пластина выйдет из-под сбегающего края щетки

Передвигаясь из положения П-1 в указанном на фиг. 2 направлении, передний край щетки в момент времени tl набегает на передний край основной пластины 1, в которой под воздействием коммутирующей

ЭДС дополнительных полюсов, настроенных на несколько ускоренную коммутацию, нарастает ток нагрузки (кривая а).. Начиная с "момента t>, весь ток нагрузки проходит через основную коллекторную пластину I.

В момент t щетка набегает на дополнительную пластину 2, и под воздействием разности потенциалов, обусловленной падением напряжения в щеточном контакте между щеткой и пластиной 1, открывается вентиль 3 и через пластину 2 протекает часть тока коммутации (кривая б) с соответствующим уменьшением тока нагрузки (кривая а) в пластине 1. В момент t4 передний край щетки набегает на соседнюю основную коллекторную пластину, в которой нарастает ток нагрузки (кривая в), с этого же моменгавремени ток коммутации (кривая б) в дополнительной пластине 2, также как и ток нагрузки (кривая а), начинает убывать.

В момент 1 сбвгаю|ций край основной пластины I выходит без заметного искрения из-под сбегающего края щетки, так как в этот момент щеточш1й контакт между основ-, ной пластиной 1 и щеткой шунтирован дополнительной пластиМой. 2, и весь остаток тока коммутации данного коллекторного деления протекает по пластине 2. В момент времени te щетка занимает положения П-2, но так как процесс коммутации протекает несколько ускоренно, к этому моменту ток в дополнительной пластине 2 уже снижается до О, вентиль 3 автоматически закрывается.

Поэтому при дальнейшем продвижении щетки пластина 2 выходит из-под сбегающего края щетки также без искрения. Далее процесс повторяется аналогично.

Обьем тока в дополнительных пластинах в несколько раз меньше, чем в основных (фиг. 2), поэтому предложеннгяй коллектор позволяет выбирать р-и переходы, рассчитанные на существенно сниженную нагрузку.

Для реверсивного исполнения достаточно каждое коллекторное деление Iloïoë Hè Tü вторым рядом пластин 2 (фиг. 3). Количество вентилей при этом не возрастает, так как каждый из них можно соединить с двумя дополнительными пл асти нам и ..

Щетки для улучшения перехвата тока дополнительными пластинами целесообразнб выполнять составными. Для набегающей части желательно брать материал с меньшим переходным падением напряжения, чем в сбегающей.

Изобретение позволяет в 3 — 5 раз уменьшить рабочий ток, р-и переходов и, как следствие, уменыпить на 25 --30% размеры коллектора, в сравнении с аналогичной схемой ВМК с включением р-п переходов на полный ток. Кроме того, такая схема более устойчива в отношении возникновения круго2В вых огней и допускает применение обычных . щеток, неограниченных по ширине.

И

Электрическая машина постоянного тока с вентильно-механической коммутацией, содержащая индуктор, якорь с обмоткой, соединенный с основными пластинами коллектора, связанные с коллекторпыми пласти39 нами электрические вентили и щетки, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности за счет уменьшения загрузки вентилей, между основными пластинами установлены пары дополнительных пластин, длина каждой из которых в два раза меньше длины основных пластин, каждая из дополнительных пластин соединена с одной из основных пластин через электрический вентиль, а щетки и дополнительные пластины установлены со сдвигом в аксиальном на40 правлении на половину длины активной части основных коллекторных пластин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

45! . Патент Великобритании № 903546, кл. 35 Л, 1961.

2. Патент Германии № 664519, кл. 21 сl 39, 1938.

Редактор И. Алышева

Заказ 6233/47

Составитель А. Санталов

Техред О, Луговая Корректор М. Шароши

Тирау 857 Подписное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская . наб„д. 4/5

Филиал ППП «Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4