Устройство для улучшения коммутации коллекторных машин постоянного тока

Устройство для улучшения коммутации коллекторных машин постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Реснубпик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СИИ ИТИЛЬСТВУ (»>892587 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 090480 (21) 2908474/24-07 с присоединением заявки H9— (23) Приоритет—

Опубликовано 23.1281. Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 23.1281 (5!)м. кл3

Н 02 К 13/14

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК6 21. 313. 2 (088. 8) (72) Авторы изобретения

K).A. Вареник, Н.A. Осташевский, В.Д. 30химчук и В.A. Яковенко

) 1

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И. Ленина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ КОММУТАЦИИ

КОЛЛЕ КТО РНЫХ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к устройствам для улучшения коммутации широко- . регулируемых коллекторных машин постоянного тока, питаемых от статических преобразователей, и может быть использовано, например, в электроприводах постоянного тока прокатных станов, металлорежущих станков и т. п.

Йзвестно устройство для улучшения коммутации коллекторных машин посто" янного тока, содержащее реверсивныи датчик тока в якорной цепи и датчик частоты вращения, подключенные ко входам множительного устройства, которое подключено выходом через функ- 15 циональный преобразователь и управляемый источник постоянного тока к дополнительной обмотке добавочных полюсов.

Такое устройство способствует 20 обеспечению допустимого уровня искрения на коллекторе широкорегулируемых коллекторных машин постоянного тока, работающих при переменной токовой нагрузке и питаемых постоянным током (1) .

Однако при питании машин от статических преобраэсвателей уровень искрения становится недопустимо большим вследствие значительных пульса" 30 ций тока якоря, и, следовательно, требуются дополнительные средства для компенсации переменной составляющей реактивной ЭДС машины.

Известно устройство для улучшения коммутации коллекторных машин постоянного тока, питаевых от.статических преобразователей, в котором обес.печивается компенсация переменной . составляющей реактивной ЭДС.

Устройство содержит электрический мост, образованный основной обмоткой добавочных полюсов, катушкой индуктивности, емкостью и регулируемым активным сопротивлением, а также;дополнительную обмотку добавочных полюсов, включенную в выходную диагональ моста, образованную средней точкой цепи, состоящей из основной обмотки добавочных полюсов и катушки индуктивности, а также дополнительным выводом регулируемого сопротивления (2).

Одним из недостатков известного устройства является ручное регулирование уровня искрения на коллекторе, причем автоматизацию этого процесса регулирования при таком техническом решении трудно осуществить.

Вследствие этого такое устройство не может быть использовано без существенной переработки при переменной токовой нагрузке и при переменной частоте вращения. Кроме того, компенсация реактивной ЭДС является недостаточной, так как не учитывается постоянная составляющая реактив.ной ЭДС машины.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для улучшения коммутации коллекторных машин постоянного тока, содержащее дополнительную обмотку добавочных полюсов, управляемый источник питания, управляемый коммутатор, датчик частоты вращения и датчик переменной составляющей тока якоря. Управляемый источник питания содержит реверсивный регулируемый усилитель и множительное устройство. Коммутатор подключен входом к выходу датчика переменной составляющей тока якоря и выходом к одному управляющему входу источника. Источник подключен другим управляющим входом к выходу датчика частоты вращения. К источнику под::лючена упомянутая обмотка (3).

Однако использование этого устройства в широкорегулируемых коллекторных машинах с переменной токовой нагрузкой не обеспечивает возможность получения допустимого уровня искрения на коллекторе машины. Причина заключается в том, что не учитываются некоторые составляющие реактивной ЭДС, например, постоянная составляющая, пропорциональная постоянной составляющей тока якоря и ЭДС взаимоиндукции, -обусловленная изменением тока в соседних короткозамкнутых секциях.

Целью изобретения является снижение уровня искрения на коллекторе путем уменьшения нескомпенсированной реактивной ЭДС машины.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для улучшения коммутации коллекторных машин постоянного тока, содержащее дополнительную обмотку добавочных полюсов, управляемый источник питания, подключенный к упомянутой обмотке, и управляемый коммутатор, подключенный выходом к управляющему входу источника, введено не менее трех индукционных датчиков и датчик положения якоря с запускающим устройством, катушечные обмотки индукционных датчиков выполнены с шириной, равной шагу обмотки якоря, и уложены в соответствующие открытые аксиальные пазы наконечников двух соседних добавочных полюсов, индукционные датчики подключены ко входам коммутатора, а датчик положения якбря подключен к управляющему входу коммутатора.

Расположением катушечных обмоток индукционных датчиков в соответству" :ющих открытых аксиальных пазах нако нечников двух соседних добавочных полюсов и выполнением этих обмоток с шириной, равной шагу обмотки якоря, обеспечивается идентичность формы и размеров катушечных обмоток с формой и размерами секций обмотки якоря, а также минимально допустимое удаление соответствующей катушечной обмотки от коммутируемой секции обмотки якоря. Вследствие этого обеспечивается

orrYèìàëüíàÿ магнитная связь индукционных дат иков с коммутируемыми секциями обмотки якоря. Кроме того, сигналы, снимаемые с индукционных датчиков, вследствие селективного подключения последних через коммутатор к источнику, обеспечиваемого датчиком положения якоря и запускающим устройством, воспроизводят всю кривую реактивной ЭДС с достаточной точЩ ностью. Таким образом, ЭДС, представляющая собой интегральную сумму сигнало&, снимаемых с индукционных датчиков, максимально близка к реактивной ЭДС по форме и амплитуде и, следовательно, ток питания дополнительной обмотки добавочных полюсов пропорционален текущему значению амплитуды реактивной ЭДС. Таким образом, магнитный поток добавочных полюсов изменяется пропорционально изменению амплитуды реактивной ЭДС, обеспечивая тем самым более полную компенсацию

-реактивной ЭдС машины, т.е. уменьшение нескомпенсированной реактивной

ЭДС.

На фиг. 1 представлена функцио" нальная схема предлагаемого устройства для улучшения коммутации; на фиг. 2 — коллекторная машина постоянного тока, в которую встроено предлаЩ гаемое устройство, общий вид.

Управляемый источник 1 питания выполнен, например, в виде последовательно включенных формирователя управляющих сигналов и реверсивного усилителя постоянного тока (на чертеже не показаны). Источник 1 подключен к дополнительной обмотке 2 добавоч-. ных полюсов»

К управляющему входу источника 1 щ подключен управляемый безынерционный коммутатор 3. К управляющему входу коммутатора 3 подключен датчик 4 по ложения якоря, снабженный запускающим устройством 5. Ко входам коммутатора

3 подключены индукционные датчики б, которые выполнены в виде катушечных обмоток. Ширина катушечной обмотки равна шагу обмотки якоря. Обмотки уложены в соответствующие открытые аксиальные пазы, выполненные в нако6Î нечниках двух соседних добавочных полюсов 7 и 8. Каждая обмотка выполнена из нескольких витков тонкого медного провода для увеличения коэф-. фициента передачи реактивной ЭДС. Ко65 личество датчиков выбрано, например, Ь= 2587 равным трем, из условия обеспечения допустимого уровня искрения на коллекторе при технологичности конструкции.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

По выходному сигналу запускаккцего устройства 5, вырабатываемому в момент прохождения пазовых частей заданной коммутируемой секции обмотки якоря пол пазовыми частями катушечной обмотки соответствующего датчика 6, датчик 4 включает коммутатор 3 на прием сигнала с упомянутого датчика ,б. При этом обеспечивается оптимальная магнитная связь датчика б с заданной коммутируемой секцией. Дли- 15 тельность включенного состояния коммутатора 3 значительно меньше промежутка времени, за который коммутируемая секция обмотки якоря проходит расстояние между расположенными на 2О одном наконечнике пазовыми частями катушечных обмоток двух соседних датчиков б. Таким образом, при прохождении заданной коммутируемой секции под наконечниками полюсов 7 и 8 проходит поочередное подключение датчиков б к источнику 1. Сигнал, снимаемый с каждого из датчиков б, воспроизводит определенный участок кривой реактивной ЭДС, а совместно упомяну- . тые сигналы воспроизводят всю кривую ЗО реактивной ЭДС. Эти сигналы поступают через коммутатор 3 на вход источника

1 и осуществляют при помощи последнего управление током, питающим обмотку 2 добавочных полюсов, в соответст- 5 вии с текущим значением амплитуды реактивной ЭДС.

Предлагаемое устройство для улучшения коммутации обеспечивает, вследствие уменьшения нескомпенсированной реактивной ЭДС машины, снижение ис" крения на коллекторе.

Формула изобретения

Устройство для улучшения коммутации коллекторных машин постоянного тока, содержащее дополнительную обмотку добавочных полюсов, управляе" мый источник питания., подключенный к упомянутой обмотке, и управляемый коммутатор, подключенный выходом ко входу источника, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью снижения уровня искрения на коллекторе путем уменьшения нескомпенсированной реактивной ЭДС машины, в устройство введено не менее трех подключенных ко входам коммутатора индукционных дат" чиков, катушечные обмотки которых выполнены с шириной, равной шагу обмотки якоря, и уложены в соответствующие открытые аксиальные пазы наконечников двух соседних добавочных полюсов, и датчик положения якоря с запускающим устройством, подключен- ный к управляющему входу коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1. Авторское свидетельство СССР

Р 248048, кл, Н 02 К 13/14, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

9 438081, кл. Н 02 К 13/14, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

9 458926, кл. Н 02 К 13/14, 1973 (прототип).

892587

Составитель С. Шутова

Техрец A. Бабинец, Корректор Н. Швыдкая

Редактор T. Кугрыаева

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

Заказ 11274/79 Тирам 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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