УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ РЕВЕРСИВНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ДВУМЯ НЕЗАВИСИМЫМИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМИ ОБМОТКАМИ ВОЗБУЖДЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК H02P1/22 H02P5/168 H02P7/22 

Изобретение относится к электроприводам постоянного тока и может быть использовано в маломощных приводах различных механизмов, требующих регулирования скорости вращения вниз от номинальной скорости.

Известны механизмы, использующие реверсивный электродвигатель постоянного тока с двумя независимыми последовательными обмотками возбуждения - правого и левого вращения [1]. Правое либо левое направление вращения вала осуществляется включением последовательно с обмоткой якоря обмотки возбуждения правого или левого вращения соответственно.

Известны устройства регулирования скорости вращения электродвигателя постоянного тока последовательного возбуждения вниз от основной скорости путем шунтирования обмотки якоря [2]. Снижение скорости обусловлено здесь возрастанием магнитного потока благодаря увеличенному току, протекающему по обмотке возбуждения. Недостаток данного устройства - значительные потери в резисторе, шунтирующем обмотку якоря, значительная мощность резистора.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, - повышение стабильности работы на заданной скорости вращения путем повышения жесткости механических характеристик электродвигателя, расширение вниз диапазона регулирования скорости вращения, снижение мощности шунтирующего резистора.

Поставленная задача решается таким образом, что неиспользуемая в известных устройствах при заданном направлении вращения обмотка возбуждения включена последовательно в цепь шунтирующего обмотку якоря резистора.

На чертеже приведена электрическая схема предлагаемого изобретения.

Устройство содержит электродвигатель постоянного тока с обмотками возбуждения 1 левого и 2 правого направлений вращения. Обмотка 1 включена последовательно с обмоткой якоря 3. Обмотка 2 через резистор 4 шунтирует обмотку якоря 3.

Устройство работает следующим образом.

В реверсивном электродвигателе постоянного тока с двумя независимыми последовательными обмотками возбуждения изменение направления вращения осуществляется изменением направления магнитного потока электродвигателя. Магнитный поток, создаваемый магнитодвижущей силой (м.д.с.) обмотки 1, равен и противоположен по направлению магнитному потоку, создаваемому м.д.с. обмотки 2. Согласно фиг.1, направление тока, протекающего по обмотке 1 левого вращения, противоположно направлению тока, протекающего по обмотке 2 правого вращения. Следовательно, в предложенном устройстве магнитные потоки возбуждения обмоток 1 и 2 суммируются, что вызывает насыщение магнитной цепи электродвигателя в большей части диапазона нагрузок и, следовательно, ужесточение механических характеристик электродвигателя. Благодаря большей жесткости механических характеристик повышается стабильность работы электродвигателя на заданной скорости.

Суммирование магнитных потоков приводит также к дополнительному снижению скорости вращения электродвигателя. Действительно, уравнение скоростной характеристики электродвигателя постоянного тока имеет следующий вид:

где ω - угловая скорость электродвигателя; U - приложенное к якорной обмотке напряжение; R - сопротивление якоря; к - коэффициент, зависящий от конструктивных данных электродвигателя; Ф - магнитный поток.

Скорость идеального холостого хода ω₀ меньше, чем в известном устройстве. Действительно, если ток нагрузки I равен нулю, то из (1) получаем

откуда следует, что с увеличением магнитного потока скорость идеального холостого хода снижается, следовательно, диапазон регулирования скорости вращения расширяется.

Включение последовательно с шунтирующим резистором обмотки возбуждения позволяет за счет сопротивления этой обмотки снизить величину и мощность шунтирующего резистора.

Источники информации
1. Д.Н.Сапиро Авиационнные электрические аппараты и механизмы, ГНТИ, М.: Оборонгиз, 1962, стр.314.

2. М.Г.Чиликин Общий курс электропривода, изд. пятое, M.: Энергия, 1971 г., стр.100, фиг.3.2.8, б) - прототип.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в маломощных приводах различных механизмов, требующих регулирования скорости вращения вниз от номинальной скорости. Техническим результатом является повышение стабильности работы на заданной скорости вращения путем повышения жесткости механической характеристики электродвигателя, расширение вниз диапазона регулирования скорости вращения, снижение мощности шунтирующего резистора. В устройстве для регулирования скорости вращения реверсивного электродвигателя постоянного тока с двумя независимыми последовательными обмотками возбуждения якорная обмотка шунтирована электрической цепью из последовательно включенных резистора и одной из обмоток возбуждения электродвигателя. В результате обеспечивается увеличение магнитного потока и механические характеристики электродвигателя становятся более жесткими. 1 ил.

Устройство для регулирования скорости вращения реверсивного электродвигателя постоянного тока с двумя независимыми последовательными обмотками возбуждения, содержащее резистор, шунтирующий обмотку якоря, отличающееся тем, что в цепь шунтирующего резистора включена последовательно одна из обмоток возбуждения.