Коллекторная электрическая машина с последовательным включением катушек обмотки возбуждения

Коллекторная электрическая машина с последовательным включением катушек обмотки возбуждения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (1Ц674162

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 150277 (21) 2 453177/24-07 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 150 7.7 9, Бюллетень Мо 2 6

Дата опубликования описания 200779 (5М)М. Кл.

Н 02 К 23/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621.313. .2.22 (088, 8) (72) Автор изобретения

Н. A. Морцаков (71) заявитель (54) KOJIJIEKTOPHAII ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ MAIIIHHA

С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ ВКЛЮЧЕНИЕМ КАТУШЕК

ОБМОТКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности, к универсальным коллекторным нереверсивным машинам последовательного возбуждения с половинным числом добавочных полюсов, работаюцих от сети постоянного и переменного тока.

Изобретение найдет применение в электромашиностроении, авиационной промышленности, где применяются нереверсивные электрические машины с одним добавочным полюсом на пару основных полюсов, Известны коллекторные электрические машины с половинным числом добавочных полюссв на пару основных, имеюцие число катушек возбуждения основных полюсов, равное количеству основных полюсов (1), Эти машины выполнены с независимыми, либо смешанными воз буждениями относительно цепи якоря, а магнитное поле под добавочным полюсом создается за счет намагничиваюцей силы (НС) обмотки добавочного полюса.

Машины этого исполнения имеют значительное количество витков в обмотке добавочного полюса, что приводит к уменьшению сечения межкатушечного пространства и, как следствие, к ухудшенному ее охлаждению.

По этой причине в машинах малой моцности применяют добавочные полюса с выносимыми катушками возбуждения, что увеличивает габариты машины.

Кроме этого, машины такого конструктивного исполнения имеют также большой расход обмоточных проводов на добавочном полюсе.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является электрическая машина, выполненная с половинным числом добавочных полюсов на пару основных и количеством катушек основных полюсов, равных числу основных полюсов 12), Известно, что намагничиваюцие силы от основных полюсов под добавочным полюсом имеют встречное направление и при равенстве чисел витков в катушках основных полюсов (при последовательном их соединении) результирующая величина НС под ним равна нулю.

При таком конструктивном исполнении пад добавочным полюсом будет иметь место следуюцее соотношение НС:

F». =FI — Рн, где F — расчетная величина HC необходимая для создания под добавочным по674162 ложения добавочного полюса согласовывается с режимом работы (генераторный (г) или двигательный (A) и направлением вращения машины. Это свойство позволяет предлагаемое изобретение применять для нереверсивных ма5 шин.

При таком конструктивном исполнении машины под добавочными полюсами создается дополнительное коммутирующее поле от активных основных полюIр сов, направленное согласно с полем катушки добавочного полюса, что приводит к уменьшению количества витков в катушке добавочного полюса.

Конструкция коллекторной злектри 5 ческой машины с последовательным включением обмотки возбуждения по сравнению с существующими требует меньшую величину НС добавочного полюса и, следовательно, меньший расход цветных металлов для получения аналогичного коммутирующего поля.

Величина же среднего рабочего потока основных полюсов при предлагаемой конструкции и ненасыщенной магнитной системе остается, как показывают рас25 четы и испытания, такой же, как и при существующей конструкции.

На фиг. 1 представлена двухполюсная коллекторная электрическая машина последовательного возбуждения с

Зр половинным числом добавочных полюсов и одной катушкой возбуждения на пару основных полюсов, работающая в режимах двигателя для левостороннего и генератора для правостороннего враÇ5 щения; на фиг. 2 — для двигателя с правосторонним и генератора с левосторонним направлениями вращения.

Машина содержит якорь 1, статор

2, полюс 3 основной с обмоткой воз4р буждения, полюс 4 основной без обмотки возбуждения, добавочный полюс 5, катушку 6 основного полюса, катушку

7 добавочного полюса, проводники 8 якоря с указанием направления тока; щетки 9, путь 10 магнитных силовых линий основных полюсов, путь 11 магнитных силовых линий основного активного и добавочного полюсов, путь 12 магнитных силовых линий добавочного и основного пассивного полюсов, соединительные провода 13 обмоток. люсом расчетного магнитного поля для удовлетворительной коммутации машины;

F — НС добавочного полюса при двух катушках возбуждения на пару ос1 новных полюсов, имеющих одинаковое количество витков;

F - HC реакции якоря, приходящая:ся на один добавочный полюс.

Как видно иэ выражения (а) НС F> должна компенсировать под добавочным пслюсом НС реакции якоря F и создавать расчетную величину НС F„ что требует на добавочном полюсе катушки со значительным количеством витков. При этом увеличивается расход меди на катушку добавочного полю са, уменьшается сечение межкатушеч— ного пространства. Все эти недостатки ограничивают область применения половинчатого числа добавочных полюсов на машины малой мощности.

Целью изобретения является сокра-. щение расхода меди на катушках добавочных полюсов путем применения .одной катушки возбуждения на пару основных полюсов, содержащей коли чество витков, равное суммарному к,, личеству витков одной пары катушек основных полюсов машины обычного исполнения.

„При описываемом конструктивном исполнении машины под добавочным полюсом имеет место следующее соотношение для:

Fr. я, Fo+ Fg ® ю где F — НС катушки основного полюса;

F — НС катушки добавочного полюса п) и одной катушке возбуждения на пару основных полюаов.

У двух сравниваемых (общеизвестного и предлагаемого) конструктивных вариантов при условии сохранения одинакового класса коммутации НС Fq u

F должны быть равны; на основании этого после совместного решения (а) и (б) получим:

Г-F-IF . (в)

Из вщ ажеи"кя (в) видно, что НС добавочного полюса F при описываеЯ мом конструктивном исполнении намного меньше HC добавочного полюса F9 машин обычного исполнения. Заменяя в (в) HC кх ампервиткамк, имеет при последовательном возбуждении: (9=(.)У Г . (г) где 6д9 — количество витков в катушке добавочного Jlomoca предлагаемой койсгрукцкк 55

Q - количество витков в катуш- ке добавочного йолюса известной кон9 с"трукцкк J ба - количество витков" в катушке основного полюса предлагаемой кон @ струкцкк .

В зависимости от располокеккя добавбчного полиса по отксваейию к основному активному полюсу величина НСФ направлена либо встречно, либо согласно с НС F, поэтому место распоПринцип работы описываемой конструкции не отличается от ранее известных .

Применение на практике данного кэобретейия позволит уменьшить по сравнению с существующими конструкциями расход меди на катушку добавочного полюса, в среднем более чем на

50%. уменьшение меди на катушку добавочного полюса приводит к увеличению сечения межкатушечного пространства и расширению области применения половинного чксла добавочных полюсов ка машины малой мощности.

674162

Формула изобретения

Фиг, 2

Составитель C. Шутова

Техред 3. Фанта Корректор О. Билак

Редактор Ю. Челюканов

Заказ 4101/53 Тираж 856 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

1. Коллекторная электрическая машина с последовательным включением катушек обмотки возбуждения, содержащая основные полюса и половинное число добавочных полюсов, о т л и ч а ющ а и с я тем, что, с целью сокрареиия расхода меди, катушка возбуждения в каждой паре основных полюсов расположена на одном из них, а добавочные полюса расположены по направ- 0 ленив вращения якоря за полюсом с катушкой для генераторного и перед иим - для двигательного режимов работы, 2. Электрическая машина по п. 1, отличающаяся тем, что основной полюс без катушки возбужде. ния выполнен в виде полюсного наконечника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Завалишин Д. A. Электрические машины малой мощности, ГЭИ, 1963, с. 64.

2. Электрическая машина серии П, .П11-П32, ВНИИметмаш, Справочные данные по электрооборудованию, том 1, N. Энергия, 1964, с. 176.