ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА Российский патент 2008 года по МПК H02K23/22 H02K23/02 

Изобретение относится к области электромеханики и, в частности, к электрическим машинам постоянного тока, применяемым в электрооборудовании электротранспорта.

Известны конструкции тяговых электродвигателей постоянного тока, у которых для снижения искажения магнитного поля под полюсами и уменьшения межламельных напряжений на коллекторе в открытые пазы наконечников главных полюсов укладывают катушки компенсационной обмотки (см. Курбасов А.С, Седов В.И., Сорин Л.Н. «Проектирование тяговых электродвигателей», М.: «Транспорт», 1987 г.) [1].

Конструкции тяговых двигателей с открытыми пазами на главных полюсах обладают недостатками в связи с тем, что в главных полюсах и в зазоре возникают значительные пульсации магнитной индукции, появляются вибрации якоря, электромагнитный шум и повышаются потери в стали.

Известны конструкции тяговых двигателей, у которых для уменьшения пульсаций магнитной индукции в зазоре, снижения вибраций и электромагнитного шума в открытые пазы для крепления обмоток устанавливают клинья из магнитомягких материалов вместо обычных немагнитопроводящих из электроизоляционных материалов. Наиболее известны конструкции магнитных клиньев, набранных из штампованных пластин, располагаемых аналогично шихтовке активной стали машины (см. Макаров Ф.К. «Электрические машины переменного тока с магнитными клиньями». М., «Энергоиздат», 1981) [2].

Эту конструкцию выбираем в качестве прототипа.

Недостатком такой конструкции двигателей является то, что магнитные клинья, набранные из штампованных пластин, трудоемки и сложны в изготовлении. Магнитные клинья в пазу закрепляют дополнительно клиньями из электроизоляционных материалов для получения немагнитной щели между зубцами для того, чтобы обеспечить прохождение потока компенсационной обмотки через воздушный зазор и этим обеспечить компенсацию потока реакции якоря. Вследствие высокой магнитной проницаемости на магнитные клинья действуют электромагнитные силы, что ведет к выходу машины из строя из-за «выползания» клиньев из пазов или их разрушения.

Цель изобретения - упрощение конструкции, уменьшение пульсаций магнитной индукции в зазоре, устранение вибраций и электромагнитного шума, повышение надежности работы двигателей.

Это достигается тем, что в представленной конструкции тягового двигателя, содержащего якорь с обмоткой, индуктор с главными и дополнительными полюсами, компенсационную обмотку, главные полюсы имеют составные зубцы, к которым прикреплены накладки из магнитомягкого материала с выступами, закрывающими смежные пазы, и удерживающие компенсационную обмотку.

Для доказательства соответствия критерия «существенные отличия» предлагаемого решения были проведены сравнения признаков с известными решениями [1] и [2].

В представленной конструкции тягового двигателя главные полюсы имеют открытые пазы для компенсационной обмотки, которые закрываются накладками, прикрепляемыми к укороченным зубцам главных полюсов. Количество накладок в два раза меньше количества вставок в прототипе и для закрепления компенсационной обмотки не требуются дополнительные клинья из электроизоляционных материалов.

В предлагаемом решении появляются новые свойства улучшения конструкции двигателя, обеспечивающие размещение катушек компенсационной обмотки в открытые пазы главных полюсов, которые затем закрываются накладками из магнитомягкого материала, при этом ширина щели между выступом накладки и зубцом выбирается по требованиям известных рекомендаций, при которой не возникают пульсации магнитной индукции в зазоре, не появляются вибрации и электромагнитный шум.

На чертеже представлен эскиз главного полюса двигателя с компенсационной обмоткой. Главный полюс набран из пластин с пазами для укладки компенсационной обмотки 1. В открытые пазы полюсов укладывают компенсационную обмотку. Часть зубцов 2 выполнена с уменьшенной высотой. К укороченным зубцам 2 болтами прикрепляют накладки 3. Накладки увеличивают высоту зубцов, закрывают пазы и удерживают компенсационную обмотку. Такая конструкция позволяет сохранить технологические преимущества укладки компенсационной обмотки в открытые пазы и с помощью накладок получить полузакрытые пазы, что устраняет пульсации магнитной индукции в зазоре.

Таким образом, предлагаемая конструкция двигателя обладает наличием новых существенных признаков, обеспечивающих достижение положительного решения. Это дает основание сделать вывод о соответствии предлагаемого решения критерию «существенные отличия и новизна».

Применение конструкции тягового двигателя с главными полюсами, имеющими составные зубцы, к которым прикреплены накладки, закрывающие смежные пазы и удерживающие компенсационную обмотку, позволяет устранить пульсации магнитной индукции в зазоре, вибрации и электромагнитный шум, улучшить показатели двигателей, что повышает технический уровень и конкурентоспособность двигателей.

Изобретение относится к области электромеханики и может быть использовано в электрических машинах постоянного тока, применяемых в электрооборудовании электротранспорта, в частности в тяговых электродвигателях постоянного тока. Сущность изобретения состоит в том, что электродвигатель имеет якорь с обмоткой, индуктор с главными и дополнительными полюсами. Главные полюсы предлагаемого тягового электродвигателя набраны из пластин и выполнены с пазами для укладки компенсационной обмотки (1). Отдельные зубцы (2) главных полюсов выполнены составными по высоте с прикреплеными к укороченным зубцам (2) накладками (3) из магнитомягких материалов, закрывающими открытые пазы и удерживающими компенсационную обмотку в пазах главных полюсов. Технический результат - устранение пульсации магнитной индукции в зазоре, вибраций и электромагнитного шума, а также улучшение энергетических показателей электродвигателя при одновременном обеспечении технологических преимуществ укладки компенсационной обмотки в открытые пазы полюсов и получение с помощью упомянутых накладок полузакрытых пазов. 1 ил.

Тяговый электродвигатель, содержащий якорь с обмоткой, индуктор с главными и дополнительными полюсами, компенсационную обмотку, размещенную в пазах главных полюсов, отличающийся тем, что отдельные зубцы главных полюсов выполнены составными по высоте с прикрепленными к укороченным зубцам накладками из магнитомягких материалов, увеличивающими высоту зубцов, закрывающими открытые пазы и удерживающими компенсационную обмотку в пазах главных полюсов.