ДВИГАТЕЛЬ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ТОКА С УСТРОЙСТВОМ УЛУЧШЕНИЯ КОММУТАЦИИ Российский патент 2006 года по МПК H02K25/00 H02K23/24 H02P25/10 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для улучшения коммутации двигателей пульсирующего тока.

Известны двигатели пульсирующего тока НБ-412К [В.Е.Скобелев, Двигатели пульсирующего тока, стр.192, рис.П.3.], НБ-414Б [В.Е.Скобелев, Двигатели пульсирующего тока, стр.192, рис.П.4.], НБ-418 ШМ [В.Е.Скобелев, Двигатели пульсирующего тока, стр.193, рис.П.5.]. К недостаткам данных двигателей можно отнести необходимость включения сглаживающего реактора в цепь якоря, усложнение конструкции двигателя и сложность при настройке коммутации.

Наиболее близким по техническому решению к заявляемому двигателю пульсирующего тока является выбранный в качестве прототипа двигатель пульсирующего тока НБ-412К-ВМС [В.Е.Скобелев, Двигатели пульсирующего тока, стр.196, рис.П.6.], содержащий главные полюсы, дополнительные полюсы, выполненные на вынесенной магнитной системе, обмотку якоря, последовательную обмотку возбуждения, обмотку дополнительных полюсов.

Вышеупомянутая система обеспечивает улучшение коммутации за счет конструктивного изменения магнитной системы дополнительного полюса, обеспечивающего меньшее, по сравнению со стандартным исполнением, демпфирование по амплитуде и задержку по фазе переменной составляющей коммутирующего потока. Данная система работоспособна как в статических, так и в динамических режимах работы. Недостатком ее является то, что не позволяет отказаться от сглаживающего реактора в цепи якоря, а также шихтовка сердечника дополнительного полюса по техникоэкономическим показателям не всегда целесообразна и ведет к существенному удорожанию двигателя.

Предлагаемый двигатель пульсирующего тока с устройством улучшения коммутации управляет током независимых обмоток дополнительных полюсов по сигналу, пропорциональному току якоря, скорректированному по фазе и амплитуде.

На чертеже показана схема двигателя пульсирующего тока с устройством улучшения коммутации. Питание силовой цепи двигателя осуществляется от неуправляемого однофазного двухполупериодного выпрямителя 1. Двигатель пульсирующего тока с устройством улучшения коммутации, содержащий главные полюсы, дополнительные полюсы стандартного исполнения, обмотку якоря 2, последовательную обмотку возбуждения 3, обмотку дополнительных полюсов 4, состоит из измерительного шунта 5, включенного в цепь якоря, выход которого подключен к входу масштабирующего усилителя (МА) 6. К выходу МА подключены фильтры низких (ФНЧ) 7 и высоких (ФВЧ) 8 частот, к выходу последнего подключен вход фазорегулятора (ФР) 9, который обеспечивает регулировку фазы в диапазоне от 0 до π. Выход ФР подключен к первому входу усилителя-сумматора (У-С) 10, ко второму входу подключен выход ФНЧ. Усилитель-сумматор имеет независимую регулировку усиления по обоим каналам. К выходу У-С подключен вход блока кусочно-линейной аппроксимации 11, учитывающего насыщение магнитной цепи дополнительных полюсов, к выходу которого подключен усилитель постоянного тока 12, к которому подключена обмотка дополнительных полюсов.

Использование двигателя пульсирующего тока с устройством улучшения коммутации позволит отказаться от сглаживающего реактора в цепи якоря, а также улучшить коммутационную способность двигателя без применения шихтовки дополнительных полюсов.

Схема работает следующим образом.

Задачей устройства является повышение коммутационной способности двигателя пульсирующего тока для различных режимов работы и различного состояния щеточного контакта.

Питание силовой цепи двигателя осуществляется от неуправляемого однофазного двухполупериодного выпрямителя 1. Обмотка возбуждения главных полюсов 3 включена последовательно в цепь якоря 2. Обмотка дополнительных полюсов 4 подключена к усилителю постоянного тока (УПТ) 12. Управление УПТ осуществляется по сигналу, пропорциональному току якоря, поступающему с измерительного шунта 5 через масштабирующий усилитель 6, на фильтры низкой (ФНЧ) и высокой (ФВЧ) частот 7 и 8 соответственно. Далее ФНЧ выделяет из сигнала постоянную составляющую, а ФВЧ - переменную. Последняя поступает на фазорегулятор 9, который обеспечивает регулировку фазы в диапазоне от 0 до π. Далее на усилителе 10 постоянная составляющая сигнала суммируется со скорректированной по фазе переменной составляющей. Этот суммирующий усилитель имеет независимые регулировки усиления по каналам обеих составляющих. Таким образом, на выходе блока 10 формируется управляющий сигнал, который еще раз корректируется на блоке кусочно-линейной аппроксимации 11, учитывающем насыщение магнитной цепи дополнительных полюсов, а затем поступает на усилитель постоянного тока 12, питающий их обмотку.

Таким образом, система управления постоянно поддерживает такую форму и амплитуду тока питания обмотки дополнительных полюсов, при котором ток в цепи якоря и поток под центром дополнительного полюса совпадают в относительных единицах, что соответствует наименьшему уровню искрения в контакте щетка-коллектор.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для улучшения коммутации коллекторных машин пульсирующего тока. Техническим результатом является повышение коммутационной способности коллекторной машины пульсирующего тока для различных режимов работы и различного состояния щеточного контакта. В двигателе пульсирующего тока с устройством улучшенной коммутации питание двигателя осуществляется от неуправляемого однофазного двухполупериодного выпрямителя. Обмотка возбуждения главных полюсов включена последовательно в цепь якоря, а обмотка дополнительных полюсов - к усилителю постоянного тока (УПТ). Управление УПТ осуществляется по сигналу, пропорциональному току якоря, поступающему с измерительного шунта через масштабирующий усилитель, на фильтры низкой (ФНЧ) и высокой (ФВЧ) частот. ФНЧ выделяет из сигнала постоянную составляющую, а ФВЧ - переменную. Последняя поступает на фазорегулятор, который обеспечивает регулировку фазы в диапазоне от 0 до π. На усилителе постоянная составляющая сигнала суммируется со скорректированной по фазе переменной составляющей. Суммирующий усилитель имеет независимые регулировки усиления по каналам обеих составляющих и на его выходе формируется управляющий сигнал, который корректируется на блоке кусочно-линейной аппроксимации, учитывающем насыщение магнитной цепи дополнительных полюсов, а затем поступает на усилитель постоянного тока, питающий их обмотку. 1 ил.

Двигатель пульсирующего тока с устройством улучшения коммутации, содержащий главные полюсы, дополнительные полюсы стандартного исполнения, обмотку якоря, последовательную обмотку возбуждения, обмотку дополнительных полюсов, отличающееся тем, что в цепи якоря включен измерительный шунт, выход которого подключен к входу масштабирующего усилителя, выход которого подключен к входам фильтров низких (ФНЧ) и высоких (ФВЧ) частот, к выходу последнего подключен вход фазорегулятора, который обеспечивает регулировку фазы в диапазоне от 0 до π, выход которого подключен к первому входу усилителя-сумматора (У-C), ко второму входу подключен выход ФНЧ, выход У-C подключен к входу блока кусочно-линейной аппроксимации, учитывающего насыщение магнитной цепи дополнительных полюсов, к выходу которого подключен усилитель постоянного тока, к которому подключена обмотка дополнительных полюсов.