Коллекторная электрическая машина Советский патент 1983 года по МПК H02K13/14 

Изобретение отнссится к эпектрогех miKG, а более конкретно к коллекторным епекгрическим машинам постоянного и переменного тока с тяжелыми усповиями ком тутоции. Известна коллекторная электрическая машина, содержащая для улучшения комм та1ши добавочные сопротивления, включен ные последовательно между каждой секцией обмотки якоря и соответствующей ей пластиной коллектора l . Конструктивно рти сопротивления изготавливаются сравнительно больших размеров из нихрома или другого сплава с высоким омическим сопротивлением и обычно располагаются в пазах о(ж1отки якоря. Недостаток такого устройства состоит в том, что добавочные сопротивления усложняют конструкцию якоря, снижают двигателя и увеличивают перегрев, обмоток, так как через эти сопротивления проходят не только токи коммутации, но и полностью рабочий ток двигателя. В результате, в пусковом режиме, если двигатель раскручивается медленно, то сопротивления сильно разогреваются и могут перегорать. Известна коллекторная электрическая машина, содержащая индуктор, якорь с обмоткой, соединенной с основными пласт нами коллектора, дополнительные пластины, соединентшш с соседними основными пластинами, и щетки 2j . Однако область применения таких элек трчческих машин ограничивается допустимыжш рабочими температурами для электрических вентилей, встроенных в коллек торные пластины и, кроме того, положительные и отрицателысые щеки на коллек торе в этом сл5чае должны скользить ка дая по индивидуальному следу, что услож няет конструкцию и приводит к увеличению размеров и веса коллектора и умен шает его монолитность. Целью изобретения является упрощени конструкции, уменьшение габаритов и вес коллектора, повьпиение его монолитности и ресурса работы контактной пары в целом, прн обеспечении высокой коммутирую шей способности. Поставленная цель достигается тем, что в коллекторной машине, содержащей индуктор, якорь с обмоткой, соединенной с основными пластинами коллектора, дополнительные пластины, соединенные с соседними сюновными пластинами, и шетк дополнитт.Л1лгые пластины вьтолнены ощинаковой длины с ociioBifbiMH и соединение выполнено электрическими сопротивлениями. В качестве электрического сопротивления, особенно компактно, может быть применена межламельная проводащая вставка обладающая повышенным омическим сопротивлением. Шетки в предложенном устройстве скользят по одному следу, что дает возможность сократить длину и вес пластин а следовательно, облегчает и упрощает конструкцию коллектора и повышает его монолитность. На фкг. 1 предотавлена констгруктивная схема предлагаемой коллекторной электрической машины реверсивного исполнения; на фиг. 2 - коллектор со встречными сопротивлениями, вьтолненными в виде ТОН1ШХ межламеяьных проводящих прокладок; на фиг. 3-5 схема, иллюстрируюшая процесс коммутации электрической машины; на фиг, 6 - предлагаемая электрическая машина нереверсивного исполнения. Основная коллекторная пластина 1 с двумя дополнительными 2 соединена через электрическое сопротивление 3. Между дополнительными пластинами 2 установлена обычная межламельная изоляция 4. В первой фазе коммутации (фиг. 3) щетка 5, передвигаясь по коллектору в направлении, указанном стрелкой, контактирует с основной пластиной 1 и дополнительной пластиной 2, на которые начальный период коммутации замкнута секция 6.якорной обмотки. В отличие от обычного процесса в рассматриваемый момент коммутации ток нагрузки от f дополнительной пластины 2 протекает в соседнюю с ней основную пластину, соединенную с обмоткой якоря через межламельную проводящую прокладку 3. Введение в коммутируемый контур дополнительного омического сопротивле- ния, каким. обладает прокладка 3, несколько замедляет процесс коммутации, разгружает набегакаиий край шетки от токов, способных вызвать опасное искрение и разогрев шетки. В следукжций момент, как показано на фиг, 4, щетка контактирует с двумя соседними основными пластинами 1, и процесс коммутации в секции б не отличается от обьтной коллекторной машины, так как дополнительные пластины 2 защунтированы щеткой 5 и правктически в процессе коммутации не частв ют. На завершакяцем&тяпе (фиг. 5), шотKR 5 сбегает с основной пласгины 1 и контактирует с ней лишь через дополнительную пластину 2, в результате чего в коммутируемый контур вводится повьпиенное омическое сопротивление 3, ускоряющее процесс коммуташга и резко ограничивающее коммутационные токи, независимо от их ншравления. .Величина омического сопротивления проводящей межламельной прокладки мо жет быть подобрана так, чтобы сбегание щетки как с основной, так и с дополнительной пластин,, в зависимости от типа и конкретного расчета электрической машины, происходило или вообще без дугообрааования или с равномерным (на основной и дополнительной пластинах) минимальным и неопасным искрением. Введение в коллектор электрических сопротивлений позволяет применять щетки с пониженным переходным падением напряжения, что уменьшает электрические потери в скользящем контакте. Учитывая, что в-большинстве электри ческих машин небегакяций край щетки р ботает без искрения, то для нереверс ного исполнения в коллекторе может устанавливаться только одна дополнител ная пластине по ходу движения щетки (фиг. 61), участвукяцая в процессе комм тации на заверщакшем этапе. При этом набегающий край щетки 5, не нарушая основого принципа описанного процесса коммутации, сбегает с дополнительной пластины 2 непосредственно на соседню основную пластину 1, минуя вторую дополнительную пластину, что сокращает вдвое число дополнительных коллекторных пластин и число проВошшшх вставок. Данное устройство обеспечивает высокую коммутирукицую способность коллектора, улучшает КПД машишл в целом и позволяет осуществлять тяжелые пуски, так как рабочий ток якоря проходит только по основным пластинам, а сопротивления между основными и дополнительными пластинами ограничивают лишь коммутаононные токи сеюшй. Отсутствие в электрических сопротивлениях рабочего тоКа J позволяет выполнять гос малогаба ритными и весьма компактными, несмотря на повышенное омическое сопротивление. Ойщее число основных коллекторных пластин за счет повышения коммутирук щей способности коллектора, может быть несколько сокращено. Применение в коллекторе основкых и дополнительных пластин одинаковрй дйй ны упрощает и облегчаегт конструкяню и сокращает вес коллектора и машины в целом. . Данная электрическая машина отличается простотой изготовления и делает целесообразным щирокое внедрение такого устройства в большинство электрических машин постоянного и переменного токов, как в крупных, например тяговьк и других видах машин с Tsoceлыми условиями коммутации, так и В микромашинах, особенно беэ дополввтетн ных полюсов, в коллекторных машннех переменного тока; -применяемых, например, в бытовой электротехника.

1. КОЛЛЕКТОРНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА, содержвдцая дуктор, якорь с обмоткой, соединенной с основными шхастинеми коллектора, дополнительные пластины, соединенные с соседними основными пластинаАли, в тетки, отличающаяся тем, что, с цепью упрощения конструкции, уменьшения габаритов и веса копаектсьра, повышения его монолитности и ресурса работы контактной пары при обеопечении высокой коммутирующей способности, д| олиительные пластины коплектора выполнены одинаковой длины с основными и соединены между собой посредством электрического сопротивпе ш. 2. Машина по п. 1, о т ли ч a ю ш a я с я тем, что электрическое сог противление выполнено в виде меаклдметг &) ной проводящей вставки с повышеввым омическим сопротивлением.

AAA/VyVA-J-VvWvA. Att.J

Л/VWVAA

vA/VAAA

r

AAWV

Й(1.«

г f

vAAAAA--VWVA/

jj

АЛАЛ/V