Устройство для улучшения коммутацииколлекторных электрических машин

Устройство для улучшения коммутацииколлекторных электрических машин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<„,817877

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 23.02.79 (21) 2727889/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

Н 02 К 13/14

Н 02 К 23/24

Гесударстееиный комитет

Опубликовано 30.03.81. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 05.04.81 (53) УДК 621.1. .313.2 (088.8) ло делам иэебретеиий и откеытий

А. И. Скороспешкин, Э. Г. Чеботков, В. А. Г)рудников, В. В. Трошин и Н. А. Елшански fi, 3

1 ья,,:

Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ КОММУТАЦИИ

КОЛЛЕКТОРНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к средствам улучшения коммутации коллекторных электрических машин с регулируемой в широких пределах частотой вращения.

Известны устройства для улучшения коммутации коллекторных электрических машин, содержащие регулируемый источник питания, подключенный к основной или вспомогательной обмотке дополнительных полюсов, функциональные элементы, датчики

ЭДС Холла, выполняющие функции датчиков тока, потока или множительного устройства, датчик частоты вращения и др. элементы (1) .

Датчики ЭДС Холла в этих устройствах, по какой-бы схеме ни были включены, в конечном счете на выходе имеют сигнал, пропорциональный току якоря с коррекцией по скорости вращения или с компенсацией по потоку добавочных полюсов. И в этом и в другом случаях сигнал, подавае-, мый на вход управляемого усилителя, не учитывает в полной мере характера коммутации (замедленная или ускоренная). Хотя только сигнал, пропорциональный добавочному току коммутации, определяет точность и стабильность настройки коммутации на середину безыскровой зоны.

Известно также устройство для улучшения коммутации машин постоянного тока с обмотками добавочных полюсов, содержащее управляемый усилитель, основную или вспомогательную обмотки добавочных полюсов, датчик тока и датчик напряжения.

Регулирование потока добавочных полюсов осуществляется в функции напряжения по сбегающим и набегающим краям щетки с коррекцией по току якоря и происходит до тех пор, пока не будет получено значение, благоприятное с точки зрения коммутации.

1s Известно, что в многополюсных машинах с волновой обмоткой якоря коммутируемая секция замыкается накоротко двумя щетками и соединяющей их шиной. В одной щетке добавочный ток коммутации совпадает с током параллельной ветви, а в другой направлен встречно. Плотность тока в щетках одинаковой полярности будет различной и напряжение между набегающим и сбегающим краями какой-либо щет817877

На чертеже представлено принципиальная блок-схема. устройство, ки в этом случае не будет в полной мере характеризовать условия коммутации (2).

Наличие контактного датчика снижает надежность и стабильность работы устройства, так как при вращении якоря возможно опрокидывание щетки, отрыв ее от коллектора и т.д. Повысить точность, надежность и стабильность работы такого устройства можно, применяя бесконтактный датчик, на выходе которого сигнал пропорционален добавочному току коммутации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство для улучшения коммутации электрических машин постоянного тока (МПТ), работающих с переменной нагрузкой. Это устройство содержит размещенные на сердечниках дополнительных полюсов вспомогательные обмотки, усилитель для питания вспомогательных обмоток и элементы для управления усилителем.

В качестве управляющих элементов используются два датчика Холла, один из которых установлен в воздушном зазоре под дополнительным полюсом, а другой — в зазоре магнитопровода, охватывающего шину с током якоря. Выходные цепи датчиков Холла включены последовательно-встречно. Регулирование магнитного потока дополнительных полюсов осуществляется в функции разности сигналов, пропорциональных току якоря и потоку дополнительных полюсов 13).

Устройство с таким размещением и включением датчиков Холла позволяет улучшать условия коммутации МПТ только при с росе и набросе нагрузки на одной частоте вращения якоря.

При изменении частоты вращения МПТ ослаблением поля в широком диапазоне коммутация становится более ускоренной и для безыскровой работы требуется меньший поток дополнительных полюсов, что требует автоматической настройки дополнительных полюсов на работу МПТ в середине безыскровой зоны. Единственно правильным надо считать в этом случае регулирование потоа дополнительных полюсов на работу МПТ в середине безыскровой зоны в функции сигнала, пропорционального добавочному току коммутации.

Цель изобретения — повышение точности, стабильности и надежности настройки коммутации коллекторных электрических машин на середину безыскровой зоны.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительным магнитопроводом, обмотка возбуждения которого включена последовательно с обмоткой главного полюса, а второй датчик ЭДС Холла установлен в зазоре дополнительного магнитопровода.

Устройство состоит из управляемого усилителя 1, подключенного к основной обмотке 2 добавочных полюсов 3. В качестве управляемого усилителя может быть применен полупроводниковый магнитный или тиристорный усилитель, Для получения сигнала, пропорционального добавочному току коммутации, применены два датчика ЭДС

Холла. Датчик Холла 4 установлен под центром главного полюса 5 и его выходная о

ЭДС пропорциональна результирующему потоку в воздушном зазоре машины. Датчик

Холла 6 установлен в воздушном зазоре магнитопровода 7 с обмоткой 8, соединенной последовательно с обмоткой возбуждения 9, уложенной на главных полюсах 5. Выходная

1s ЭДС датчика Холла 6 пропорциональна магнитному потоку, создаваемому обмоткой возбуждения 9 в воздушном зазоре под главным полюсом 5. Токовые цепи обоих датчиков питаются от независимого источника питания. Холловские цепи датчиков включены по компенсационной схеме и выходная

ЭДС равна разности выходных ЭДС обоих датчиков. Такое включение датчиков Холла обеспечивает работу устройства при регулировании частоты вращения ослаблением

25 поля.

При прямолинейной коммутации, когда поток коммутационной реакции якоря ф „Отсутствует, сигнал на выходе управляемого усилителя 1 равен нулю и по обмотке 2 добавочных полюсов 3, присоединенной к

30 выходу усилителя 1, протекает только ток якоря.

В случае ускоренной коммутации поток коммутационной реакции якоря Ф«, как видно на чертеже, где направления токов ио35 казаны для ускоренной коммутации двигателя постоянного тока при вращении против часовой стрелки, будет направлен встречно основному магнитному потоку сРО. Результирующий поток под центром главного полюса 5 уменьшится и на входе усилителя 1 появится разностная ЭДС определенной полярности. Усилитель 1 отработает э1 т сигнал и в обмотке 2 будет протекать ток отпитки, что приведет к уменьшению намагничивающей силы добавочных полюсов. Ав4S томатическое уменьшение намагничивающей силы добавочных полюсов 3 будет происходит до тех пор, пока коммутация не станет прямолинейной, что способствует настройке на середину безыскровой зоны.

Если коммутация стала замедленной при том же направлении вращения, то изменится направление потока Ф, изменится полярность сигнала на входе усилителя 1 и соответственно направление тока на выходе усилителя 1, что приведет к увеличению намагничивающей силы добавочных полюсов 3. И так же, как в предыдущем случае, будет происходить автоматическая наст817877

Формула изобретения

Составитель С. Шутова

Редактор А. Власенко Техред A. Бойкас Корректор С. Щомак

Заказ 933 73 Тираж 750 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ройка коммутации на середину безыскровой зоны.

Предлагаемое устройство для улучшения коммутации коллекторных электрических машин за счет применения бесконтактного датчика добавочного тока коммутации. обеспечивает точную и надежную, и, что очень важно, стабильную настройку добавочных полюсов на середину безыскровой зоны при любых изменениях параметров коммутируемого контура и режима работы коллекторной электрической машины с любым типом обмотки якоря.

Устройство для улучшения коммутации коллекторных электрических машин, содержащее главные полюса с обмоткой возбуждения, управляемый усилитель, подключенный к обмотке дополнительного полюса, и управляющие элементы, выполненные в виде двух датчиков ЭДС Холла, включенных по компенсационной схеме, один из которых установлен в воздушном зазоре под центром главного полюса, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, стабильности и надежности настройки коммутации на середину безыскровой зоны, оно снабжено дополнительным магнитопроводом, обмотка возбуждения которого включена последовательно с обмоткой главного полюса, а второй датчик ЭДС Холла установлен в зазоре дополнительного магнитопровода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 248048, кл. Н 02 К 13/14, 1969.

2. Патент ФРГ № 1200930, кл. 21 d 28, ! 965.

3. Авторское свидетельство СССР № 181181 кл. Н 02 К 23/24, 1965.