Коллекторная электрическая машина

Коллекторная электрическая машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИЯЕТЕЛЬСТВУ

Соктз Советских

Социапнстических

Респубики

<1,871284 (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 03.01.80 (21) 2862379/24-07 (51)М. Кл. с присоединением заявки 1те

Н 02 К 23/22

1ЬоуАарстиииыМ комитет

СССР (23) Приоритет (5З) УЙК 621. 313. .2.044.62.045. .7(088.8) ао лелем изо4ретеиий и открытий

Опубликовано 07. 10. 81. Бюллетень Мт37

Дата опубликования. описания 07,01.81 (72) Автор изобретения

И. К. Севрюгин

Ленинградский ордена Ленина электротехнический йн имени В. И. Ульянова (Ленина) (71) Заявитель (54) КОЛЛЕКТОРНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ

МАШИНА

Изобретение относится к коллекторным электрическим машинам и касается средств повышения их коммутационной надежности.

Известно, что для улучшения коммутации коллекторных электрических ма шин используются демпферы различной конструкции, устанавливаемые как йа вращающейся части машины — на якоре, так и на ее неподвижной части— магнитной системе,и, в частности, на ее добавочных полюсах.

Известны также машины с демпферами, выполняемыми в виде двух короткозамк.— нутых катушек, устанавливаемых вблизи одностержневых сердечников их добавочных полюсов jQ.

При этом у некоторых из них катушки служат для демпфирования потока рассеяния обмотки возбуждения главных полюсов. У других катушки служат для демпфирования потоков рассеяния обмотки возбуждения до бавочных полюсов.

Упомянутые демпферы служат для по вышения коммутационной надежности этих машин, однако они отличаются друг от друга и от демпферов предлагаемой машины по физической сущности их воздействия на процессы коммутации.

Недостатком этих демпферов является то, что они не оказывают непосредственного влияния на процес10 сы коммутации секций, т.е. на те процессы, от входа которых в наибольшей степени зависит коммутация машин.

Известна также электрическая маши35 на,которая имеет трехстержневые Шобразные сердечники добавочных полюсов. Последние снабжены обмоткой возбуждения и демпферной обмоткой, выполненной в виде двух катушек, расположенных на крайних стержнях и включенных согласно к ЭДС, наводимой магнитными потоками коммутируемых секций Р7

871284

Такая, конструкция дополнитель!алых полюсов и их обмоток позволяет сни— зить индуктивность разрыва коммутируемых секций за счет демпфирования части потоков рассеяния этих секций, замыкающихся над поверх-. ностью якоря через крайние стержни такого Ш-образного трехстержневого ее сердечника добавочного полюса.

Снижение индуктивности разрыва

I коммутируемых секций обмотки якоря, как известно, является одним из действенных средств повышения коммутационной надежности коллекторных машин.

Однако вьвнеописанная конструкция имеет следующие недостатки. трехстержневая,конструкция сердечника ее добавочного полюса ограничивает возможности создания наиболее бпагоприятного распределения магнитного поля в коммутационной зоне машины, осуществляемого обычно путем подбора надлежащей формы наконечника добавочного полюса; трехстержневая конструкция сердечников добавочных полюсов приведет к,черезмерному увеличению потока рассеяния обмотки возбуждения добавочных полюсов, располагающейся на среднем стержне такого сердечника, через его крайние стержни. При этом магнитное поле под крайними стержнями . таких Ш-образных сердечников добавочных полюсов может принять направление, противоположное требуемому.

Сведение к минимуму связи демпферных катушек с коммутируемыми сек циями резко ухудшает коммутацию машины.

Целью изобретения является повышение коммутационной надежности ее работы за счет улучшения коммутации.

Эта цепь достигается тем, что у коллекторной электрической машины одна из сторон кажой катушки установпена под торцом дополнительного полюса вдоль оси якоря, а противоположные стороны катушек расположены в междуполюсных окнах машины.

Крепление одних сторон катушек демпферной обмотки под полюсными наконечниками добавочного полюса параллельно оси вала машины, а противоположнык им сторон в междуполюсных окнах машины, обеспечивает максимально возможную индуктивную связь демпферной обмотки с коммутируемыми секциями и минимально возмог

4 ную собственную индуктивность этой обмотки.

Этим обстоятельством и обеспечивается максимально возможная эффективность такого рода демпферных обмоток.

Высокая эффективность предлагаемых демпферов обеспечивается также их малой индуктивной связью с обмоткой возбуждения главных полюсов и,с некоммутируемыми сециями якоря.

Катушки демпферной обмотки наиболее целесообразно выполнять многовит ковыми, из медных проводников кругло". го или прямоугольного сечения.

Устройство предлагаемой машины и ее демпферной обмотки поясняются соответствующим графическим материалом.

На фиг. 1 изображен схематический разрез добавочного полюса и его

20 обмоток, а также части якоря предлагаемой электрической машины. Электрическая машина содержит станину 1, одностержневой сердечник 2 добавоч25 ного полюса, обмотку 3 возбуждения добавочного полюса, демпферную обмотку 4, состоящую из двух катушек, образующих один замкнутый контур, секцию 5 якорной обмотки, находящиеся в завершающеи стадии их периода

30 коммутации, На фиг. 1 показана схема включения двухвитковых катушек демпферной обмотки одного добавочного полюса пред. лагаемой машины, а также токи в ее проводниках, индуцированные потоками, пронизывающими катушки рассматриваемой демпферной обмотки в процессе работы машины. На фиг. обозначены

Ф „ — поток добавочного полюса, 40 создаваемый его обмоткой возбуждения, Ф „1- поток рассеяния секции, замыкающийся над поверхностью якоря через полюсный наконечник добавочного полюса;

45 3 — ток демпферной обмотки, индуцированный потоком Ф, при его возрастании; / — линейная скорость якоря.

Принцип действия демпферных обмо

50 ток предлагаемой машины объясняется следующим образом.

Коммутационное искрение, как известно, является следствием выделения электромагнитной энергии в сколь55 зящем щеточном контакте при размыкании щетками тех коммутируемых секций, токи в которых по абсолютному значению оказываются больше или меньше

1284

5 87

1 токов параллельных ветвей обмотки якоря, в которые эти секции включаются.

При этом оценка величины энергии, выделяющейся в скользящем щеточном контакте в момент разрыва каждой секции, может быть произведена пользуясь выражением (Ь1) э

rye L < — действующая или эффективная индуктивность секции в момент ее разрыва (индуктивность разрыва секции); — разность тока секции и тока параллельной ветви, в которую эта секция включается.

Поэтому интенсивность искрения и вредное воздействие искрения на надежность работы щеточноколлекторного устройства машины

Э искрения на надежность работы щеточно-коллекторного устройства машины (при прочих равных условиях) тем больше, чем больше величины эффективных или действующих индуктивностей . у коммутируемых секций якоря в моменты их разрыва.

В снязи с вышеизложенным станонитбудут равны и направлены навстречу друг другу в замкнутом контуре демпферной обмотки добавочных полюсов предлагаемой машины. Поэтому демпферы предлагаемой машины не оказывают какое-либо вредное влияние на выполнение основных функций ее добавочными полюсами.

Положительный эффект от примене10 ния такого рода демпферов на добавочных полюсах коллекторных машин таким образом состоит в поньппении их коммутационной надежности. При этом наибольший эффект от их применения сле15 дует ожидать от устройства такого рода демпферов на машинах с магнитной системой, набираемой из изолиро-. ванных листов электротехнической стали т.е. на машинах, предназна1 В щ ченных для работы в режимах частых пусков и. торможений, а также при больших толчкообразных нагрузках, где достижение удовлетворительной коммутации является особенно трудной

25 задачей. формула изобретения ся понятно, что повышение коммутационной надежности коллекторных машин может быть получено за счет снижения этих индуктивностей путем размещения коротко-замкнутых контуров на пути потоков, создаваемых коммути руемыми секциями.

Именно такими короткозамкнутыми контурами янляются демпферные обмотки предлагаемой машины. Каждля демпферная обмотка 4, состоящая из двух катушек (фиг. 1), образует короткозамкнутый контур, размещенный на пути тех потоков рассеяния ком утируе х секций Фбш, которые замыкаются над поверхностью якоря через наконечники ее добавочных полюсов. Эти потоки могут составлять значительную часть от всех несдемпфированных другими контурами машины потоков коммутируемых секций.

С другой стороны (фиг.1), трансформаторные ЭДС, индуцируемые в катушках обмотки 4 при изменениях йотока добавочного полюса Ф, всегда

Коллекторная электрическая машина, содержащая якорь, основные полюса и дополнительные полюса с обмоткой возбуждения и демпферными обмотками, выполненными в виде двух катушек, образующих замкнутый контур, в котором, 35 например начало первой катушки соединено с началом второй, а конец второй — с концом первой, при одинаковом направлении намотки обеих катушек, отличающаяся тем, что, с

40 целью повьппения надежности ее работы за счет улучшения коммутации, одна из сторон каждЬй катушки установлена под .торцом дополнительного полюса вдоль оси якоря, а противоположные сторо45 ны катушек расположены в межполюсных окнах машины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ У 1463924

5р кл 21 4 39, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

У 267732, кл. К 02 К 23/22, 1967 (прототий).