Якорь коллекторной униполярной машины

Якорь коллекторной униполярной машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е пп 480I56

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.06.73 (21) 1927652/24-7 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.08.75. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 20.11.75 (51) М. Кл. Н 02k 31/02

Гасудйрственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.313.292 (088.8) (72) Автор изобретения

Б. А. Алиевский (71) Заявитель

Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (54) ЯКОРЬ КОЛЛЕКТОРНОЙ УНИПОЛЯРНОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к униполярным машинам постоянного тока. Предпочтительная область применения — электродвигатели и системы генератор — двигатель униполярного типа со сверхпроводниковыми индукторами.

Известны якори коллекторных униполярных машин, содержащие несущий диск, по обеим сторонам которого расположены проводники обмотки, выведенные на коллекторь1 и последовательно соединенные посредством щеток и неподвижных отводов.

Недостатком известного якоря коллекторной униполярной машины является периодическое изменение внутреннего сопротивления оомотки в два раза в процессе коммутации при частичном перекрытии каждой щеткой двух соседних коллекторных пластин, что приводит к пульсации тока якоря в двигательном режиме и пульсации тока и напряжения якоря в генераторном режиме. Это отрицательно влияет на характеристики упиполярных машин постоянного тока.

Цель изобретения — устранить пульсации тока якоря двигателя, а также пульсации тока и напряжения якоря генераторов.

Указанная цель достигается тем, что щетки, расположенные на одной стороне диска, смещены относительно щеток, расположенных на другой стороне диска, на половину ширины коллекторной пластины, а щетки имеют ширину, равную половине ширины пластины соответствующего коллектора.

На фиг. 1 изображен якорь коллекторной

5 унпполярной машины дискового типа в продольном разрезе; на фиг. 2 — схема с независимыми частямиобмотки якоря, расположенными с разных сторон диска; на фиг, 3 — схема с перекрестным соединением проводников

10 частей обмотки якоря в центральной зоне диска.

Диск ротора 1 несет левый центральный коллектор 2, на котором размещены щетки 3, имеющие отводы 4. К пластинам коллектора 2

15 присоединены концы проводников 5 левой части обмотки якоря (фиг. 2) или проводники правой части обмотки (фиг. 3). Щетки 6 на левом периферийном коллекторе 7 расположены в тех же меридианных плоскостях, что и

20 щетки 3 (фиг. 2) или сдвинуты относительно них на половину ширины коллекторной пластины (фпг. 3). Якорь вставлен в отверстие катушки сверхпроводникового индуктора 8, создающего магнитное поле возбуждения. На

25 правом периферийном коллекторе 9 размещены щетки 10 с отводами 11. К пластинам коллектора 9 присоединены проводники 12 правой части обмотки якоря. Щетки 13 установлены на правом центральном коллекторе 14 в

31 тех же мерипианных плоскостях, что и щетки

480156

10 (фиг. 2), или сдвинуты относительно них на половину ширины коллекторной пластины (фиг. 3). Несущий диск 1 укреплен на валу ротора 15. Коллекторы 2, 7 и 9, 14 электрически изолированы от диска 1 и вала 15. Между пластинами коллекторов имеются тонкие электроизоляционные слои 16. Число щеток па каждом коллекторе в два раза меньше числа коллекторных пластин. Меридианные плоскости расположения щеток 10 и 13 смещены на половину ширины коллекторной пластины относительно соответствующих меридианных плоскостей расположения щеток 3 и 6 (фиг, 2), В схеме по фиг. 3 меридианные плоскости расположения щеток 6 и 13 имеют смещение на половину ширины коллекторной пластины относительно соответствующих меридианных плоскостей расположения щеток

3 и 10. Ширина щетки равна половине ширины пластины коллектора, на котором установлена щетка.

Якорь коллекторной униполярной машины работает следующим образом, В результате пересечения проводниками 5 и 12 магнитных линий поля возбуждения в этих проводниках наводятся э. д. с. Щетки и отводы соединяют проводники обмотки последовательно. При вращении ротора в процессе коммутации щетки периодически перекрывают соседние пластины коллекторов. Благодаря тому, что щетки на коллекторах размещены с указанным сдвигом на половину ширины коллекторной пластины, а ширина щетки равна половине ширины пластины соответствующего коллектора. Результирующее внутреннее сопротивление обмотки якоря (по фиг. 2 и фиг. 3) не изменяется в процессе коммутации (при тонких изоляционных слоях между пластинами). При этом в схеме по фиг. 2 сопротивление каждой из частей обмотки периодически изменяется в два раза, но при минимальном сопротивлении левой части правая часть имеет максимальное сопротивление (и наоборот). Минимальное сопротивление части обмотки получается при последовательном соединении пар параллельно включенных щет5

30 ками проводников; максимальное сопротивление — при последовательном соединении отдельных проводников. В схеме по фиг. 3 в каждый момент времени последовательно соединены, чередуясь, пары параллельно включенных щетками проводников и отдельные проводники. Таким образом, в обоих вариантах схемы (фиг. 2 и фиг. 3) результирующее внутреннее сопротивление постоянно, благодаря этому устраняются пульсации тока якоря и непостоянство напряжения генератора и электромагнитного момента двигателя униполярного типа.

В униполярных машинах повышенного напряжения каждая часть обмотки якоря по схеме на фиг. 2 и обмотка по схеме на фиг. 3 во избежание недопустимого напряжения между начальной и конечной пластинами коллекторов может быть разделена на две параллельные ветви, тогда напряжение между любыми соседними пластинами коллектора не превысит величины э.д. с, одного проводника.

Якорь коллекторной униполярной машины может найти практическое применение в реверсивных униполярных двигателях и в системах генератор — двигатель со сверхпроводниковыми индукторами для систем электропривода прокатных станов, транспортных установок.

Предмет изобретения

Якорь коллекторной униполярной машины, содержащий несущий диск, по обеим сторонам которого расположены проводники обмотки, выведенные на коллекторы и последовательно соединенные посредством щеток и неподвижных отводов, отличающийся тем, что, с целью устранения пульсаций тока якоря, щетки, расположенные на одной стороне диска, смещены относительно щеток, расположенных на другой его стороне, на половину ширины коллекторной пластины, а имеют ширину, равную половине ширины пластины соответствующего коллектора.