Приспособление для улучшения коммутации в коллекторных электрических машинах

Приспособление для улучшения коммутации в коллекторных электрических машинах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 21сР, 34 Ъ ,г )

J 4 тОПИСАНИЕ приспособления для улучшения коммутации в коллекторных электрических машинах.

К авторскому свидетельству К. И. Шенфера, заявленному

12 марта 1935 года (спр. о перв. № 165031).

О выдаче авторского свидетельства о««уоликова««о 31 мая )936 года.

Как известно, большие затруднения создаются в коллектопнь«х двигателях так называемой трансформаторной э. д. с. Е, которая вызывается в короткозамкнутых щеткой секциях обмотки якоря колебаниями потока возбуждения Ф.

Упомянутая э. д. с. Е, вызывает в короткозамкнутых секциях добавочный ток 1„, замыкающийся поперек щетки и резко нарушающий равномерность распределения плотности тока под щеткой, отчего щетки накаляются и перегревают коллектор.

Борьба с этим явлением до сих пор велась путем устройства дополнительных полюсов, путем ограничения величины потока Ф и числа периодов пита«ощего тока, а также иногда путем включения в цепь петушков дополнительных сопротивлений. В последнее время был описан в журнале „Elektrische Bahnen" в 1934 году метод, в основных чертах заключающийся в применении составных изолированных друг от друга щеток, между которыми включалось добавочное сопротивление r, служащее для ограничения тока 1„,. Недостатком этого cнособа является связанное с этим методом появление добавочных потерь на

Джоулево тепло в сопротивлении r и, следовательно, понижение коэфициента полезного действия двигателя.

Предлагаемое в настоящем изобретении приспособление решает зада «у

1 улучшения коммутации более совершенным образом в том смысле, что дополнительные сопротивления r, согласно новому предложению, обтекаются только комм тационными токами, вызванными трансформаторной э. д. с., и разгр;жены от рабочего тока двигателя.

На чертеже фиг. 1, 2,3 и 4 изображают воз ожные схемы выполнения предлагаемого приспособления для улучшения коммутации в коллекторных электрических машинах; фиг. 5 — полную схему соединеHH«,«x щеток на коллекторе машины, согласно предлагаемому изобретению.

Как видно из фиг. 1, щетка двигателя разрезана посередине, в результате чего появляются две половины щетки а и b.

Последние должны быть изолированы друг от друга. Можно, как известно, IIieTEH а и г«соединить друг с другом через посредство реак i ивного сопротивления L и ток из сети подвести к его средней точке. Рабочий ток, протекающий из сети к точке 1, будет при этом обтекать обе половины сопроти-ления L в обратных направлениях, вследствие чего амнервитки обеих половин указан. ного сопротивления будут взаимно компенсированы, и реактивное сопротивление l. iн е e б у д еeт сeо з дава"üник:акого потока. Таким образом, рабочий ток двигателя, пр"текая к точке 1 и направляясь дальше к щеткам а и b, будет встречать на своем пути лишь небольшое омическое сопротивление двух половин сопротивления Ь, соединяемых друг с другом бифилярно, Что касается тока I, создаваемого трансформаторной э. д. с. (или трансформаторный ток, как его часто называют), то этот ток, обтекая все витки реактивного сопротивления Ь в одном и том же направлении, встречает большое индуктивное сопротивление, что влечет уменьшение тока I .

Из фиг. 1 видно, что при повороте коллектора на половину коллекторного деления а и b окажутся на одной и той же коллекторной пластине, в результате чего реактивное сопротивление Е. будет замкнуто на короткое.

Таким образом, при вращении коллектора реактивное сопротивление L переменно будет находиться то в состоянии короткого замыкания, то в состоянии разомкнутом. Такое резкое размыкание указанного реактивного сопротивления L при вращении якоря будет сопровождаться появлением дополнительных э. д.с. самоиндукции и экстратоков размыкания, что вызовет появление вольтовых дуг на коллекторе. Для устранения этого недостатка можно концы сопротивления L замкнуть на омическое сопротивление r, как показано на фиг. 2. В этом случае экстратоки замыкания найдут себе путь через сопротивление r, и искрение под щетками а и

b прекратится.

Таким образом, из фиг, 2 видно, что сопротивление будет обтекаться, главным образом, коммутационными токами, вызванными э.д.с. короткозамкнутой секции якоря (трансформаторной э. д. с. Е, и реактивного напряжения E,); обе же половины реактивного сопротивления при этом будут обтекаться, главным образом, рабочим током машины (в противоположных направлениях, как было сказано выше).

Реактивное сопротивление L (фиг. 1) можно заменить вторичной обмоткой трансформатора Т, как показано на фиг. 3.

Включая первичную обмотку трансформатора Т в цепь главного тока I u присоединяя вторичную обмотку трансформатора Тк щеткам а и b таким образом, чтобы индуктированная э. д. с. Е в этой обмотке была направлена противоположно трансформаторной э. д. с, Е„ можно полностью скомпенсировать э.д. с.

Однако, такое благоприятное положение дела будет иметь место, когда щетки а и b расположены относительно коллекторных пластин согласно фиг, 4.

При повороте коллектора на половину коллекторной пластины положение изменится к худшему, так как щетки а и Ь теперь окажутся перекрытыми коллекторной пластиной, вследствие чего появится э. д. с. Ь„вызовет ток I, замыкающийся поперек коллекторной пластины. Для уменьшения этого тока 1 „ можно число витков вторичной обмотки трансформатора Т выбрать таким образом, чтобы Е„= Ег В этом случае ток I уменьшится вдвое, однако, вместе с тем э. д. с. Е, будет скомпенсирована лишь наполовину при положении щеток а и b согласно фиг. 4.

На фиг. 2 щетка была показана состоящей из двух частей а и b.

Можно добиться дальнейшего улучшения коммутации путем разделения щетки на три части (фиг. 4) или даже на четыре части.

На фиг. 5 дана полная схема соединения щеток на коллекторе машины, причем в качестве примера взят случай щеток с тремя разрезами для четырехполюсной машины. Как видно из фиг. 5, нет надобности к каждой щетке непосредственно приключать реактивное сопротивление L, но можно вее щетки, находящиеся в параллельном соединении, считать объединенными в одну группу, присоединив ее к общему реактивному Lио,мическому r сопротивлениям.

Ясно, что описанные выше методы улучшения коммутации могут быть применены не только для однофазных коллекторных двигателей, но также и для многофазных, причем как те, так и другие машины могут иметь или не иметь дополнительных полюсов.

Предмет изобретения.

1. Приспособление для улучшения коммутации в коллекторных электрических машинах с применением щеток, состоящих из нескольких частей, соединенных между собой через реактивное сопротивление, к средней точке которого приключен линейный проводник, отличающееся тем, что параллельно указанному реактивному сопротивлению приключено активное сопротивление, предназначенное пропускать экстратоки размыкания, т. е. коммутационные токи, в то время, как через реактивное сопротивление должен проходить рабочий ток.

2. При приспособлении по п. 1 применение для всех одноименных щеток машины общего реактивного сопротивления с параллельно соединенным с ням актизным сопротивлением.

Ii теторекоыу свидетельству К. И. Шенфера № 4700 >

ГГВТ L

1 ( (! lèï. „Промполиграф". амбовск л, l2. Лак, 3445 — 700