Электрический двигатель постоянного и переменного тока Советский патент 1929 года по МПК H02K23/64 H02K27/02 

Предлагаемое изобретение касается устройства электрического двигателя постоянного и переменного тока и имеет целью дать такой двигатель, который мог бы работать (при соответствующем расчете обмотки в .каждом случае) на постоянном, однофазном и трехфазном токе, быть включаемым на различные напряжения при одинаковой нагрузке, иметь устойчивый коэффициент полезного действия при различных нагрузках и пускаться в ход без реостата. Кроме того, число оборотов отмеченного двигателя должно легко регулироваться.

На чертеже фиг. 1 изображает вид предлагаемого двигателя С торца с частичным разрезом; фиг. 2 - вид сбоку, также с частичным разрезом; фиг. 3 - схемы обмоток статора и ротора; фиг. 4 и 5 в двух проекциях с частичными разрезами видоизменение указанного двигателя; фиг. б-схему обмрток его же; фиг. 7 - переключатель, предназначенный соединять катушки статора и ротора группами; фиг. 8 - переключатель, предназначенный для соединения обмоток звездой или треугольником при работе на трехфазном токе.

Ротор предлагаемого двигателя состоит из нескольких полюсных систем (дисков) J (фиг. 1, 2), собр)анных из листового тонкого мягкого железа. На распределенных равномерно по окружности сердечниках этих систем насажены катушки В-В из изолированных медных проводников и полюсные наконечники Б. Последние составляются также из тонкого, мягкого, листового железа. Катушки В-В состоят из нескольких параллельно намотанных тонких проводов. Это делается для возможности подвода большего тока, без уменьшения вместе с тем числа витков (общий коэффициент самоиндукции L при этом получается меньше для всех параллельно,намотанных проводов). На кОнцах эти провода можно спаять между собой. Оборудованные таким образом системы (диски) надеваются на ось, при чем каждьж последующий диск поворачивается по окружности на некоторый угол а в зависимости от числа коллектор/360.

ных пластин ( L « г число

коллекторных пластин (фиг. 1 и 2). Полюсные диски скрепляются вдоль оси болтами Е (фиг. 1 и 2) и, кроме того, с осью шпонками или шпильками.

Катушки Б-В создают, при прохождении по ним тока, на башмаках Б-Б каждой системы () полюса чередующейся полярности по окружности ротора и одинаковой полярности по оси ротора, при чем концы всех катушек В-Б соединены с пластинами насаженного на вал двигателя коллектора таким обраЗОИ, чтобы подводимый к коллектору при посредстве щеток ток мог менять свое направление последовательно в катушках одного ряда полюсов в момент прохождения их под полюсами статора. Статор предлагаемого двигателя (фиг. 1 и 2) состоит из расположенных концентрически с валом нескольких замкнутых многоугольных или круглых железных рам с укрепленными на их гранях Н-Н катушками О-О, размещенными концентрически с валом таким образом, чтобы на обращенных к валу поверхностях бащмаков Т-Г, прикрепленных к раме между катушками, образовались при прохождении тока полюса чередующейся полярности по окружности статора и одной полярности по оси его, при чем катущки О-О могут быть соединены между собой последовательно или параллельно.

Число пластин коллектора берется в зависимости от напряжения так, чтобы не было искрения. Число же полюсов ротора, присоединенных к одному коллектору должно быть кратным числу пластин коллектора и равно числу полюсов статора. Коллектор,, звезда для болтов щеткодержателей, ось, подшипники и проч. делаются так же, как и у прочих электродвигателей; только звезда для щеткодержателей устраивается подвижной по. окружности, для регулирования числа оборотов и для обратного хода и к ней приделывается или ручка или шестеренка для поворачивания указанной звезды просто вручную или посредством цепной передачи. Передвигая эту звезду в ту или другую сторону можно уменьшать обороты мотора от максимума до О и увеличивать затем от О до максимума в обратную сторону.

Видоизменение (фиг. 4, 5, б) предлагаемого двигателя заключается в том, что полюса на роторе расположены не симметрично. Первые полюса отстоят друг от

друга на угол р (l-f-L), где

а - число полюсов на диске и Ъ-число дисков вдоль оси, а последний полюс отстоит от первого на угол, оставшийся от 360. Например, для трех шестиполюсп 360 ,. I ,

НЫХ дисков угол р- I I

63,3. Последний угол у 360 - - (а- l)Xi3 - 360 - (6-1) X 63,3 :43,5°. Каждый диск по оси смещен по отношению к предыдущему диску на

360 .. угол а Т-. Например, для трех ше, . 360

20 стиполюсных дисков а

6. 3

Концы полюсных кадушек присоединяются к коллектору по схеме (фиг. 6). Сначала последовательно все катушки первого диска, а затем последовательно все катушки второго диска и т. д. при чем так, чтобы полярность по окружности диска чередовалась. Пластины коллектора соединяются между собою, как показано на той же схеме (фиг. 6). На фиг. 7 и 8 показаны схематические переключатели для различных комбинаций соединений мотора для работы при различных условиях и на различных токах. Посредством указанных переключателей, из которых Гз служит для работьг на трехфазном токе, а Ti - для однофазного и постоянного тока, можно осуществить три комбинации соединений.

Первая-Я-Р-С-Г-Ф-У-У-А (при пользовании переключателем Tj). Точки, помеченные под этими буквами на фиг. 3 присоединяются к контактам, обозначенным теми же буквами на переключателе (фиг. 7).. Таким образом при первом положении контактов получается соединение Ш-П-Р-С-Т-Ф- -Ч-Х-Ш( первая половина статора-вторая половина статора-первая половина ротора- вторая половина ротора-второй провод сети).

При втором положении контактов образуются дв.е параллельные главные цепи

П-Р-Ф-У С-Т-Ч-Х

При третьем положении контактов П-Р С-Т . Ф-Л

ч-х

образуется четыре главных параллельных цепи.

При трехфазном токе (фиг. 8-переключатель T,f} получается при первом положении контактов одна последоваельно-разветвленная цепь.

Сеть-первая половина статора-вторая половина статора

(первая половина ротора , г г 1-нул. точка.

(вторая половина ротора)

При втором и третьем положениях получается соответственно 2 и 4 параллельных цепи как и при однофазном токе. В трехфазном переключателе Гз, имеются два штепселя Я. Когда эти штепселя находятся в гнездах, то осуществляется включение звездой; когда же они вынуты, то - включение треугольником, за исключением только третьего положения, когда для включения треугольником произвести несколько другое соединение концов; обмоток статора. Возможно, конечно, прибавив несколько - контактов к переключателям коммутаторам осуществить еще несколько комбинаций переключений мотора.

Предмет .

, 1

1. Электрический двигатель постоянного и переменного тока, характеризующийся тем, что а) его статор сслггоит из расположенных концентрически с валом нескольких замкнутых многоугольных или круглых железных рам с укрепленными на их гранях Н-Н катушками О-О, размещенными концентрически с валом таким образом, чтобы на обращенных к валу поверхностях башмаков /-Г, прикрепленных к раме между катушками, образовались при прохождении тока полЮса чередующейся полярности по окружности статора и одной полярности qo оси его, при чем катушки О-О могут быть соединены между собою последо-, вательно или параллельно, б) его ротор

состоит из заклиненных на валу с одинаковым взаимным угловым сдвигом нескольких железных полюсных систем А-А с насаженными на их равномерно распределенных по окружности сердечниках катушками В-В, создающими, при прохождении по ним тока, на башмаках Б-Б сердечников А-А каждой системы полюса чередующейся полярности по окружности ротона и одинаковой полярности по оси ротора, при чем концы всех катушек В-В соединены с пластинами насаженного на вал двигателя коллектора таким образом, чтобы подводимый к коллектору при посредстве щеток ток мог менять свое направление последовательно в катушках одного ряда полюсов в мрмент прохождения их под полюсами статора (фиг. 1, 2, 3):

2. Видоизменение охарактеризованного в п. 1 двигателя, отличающееся тем, что угловое расстояние одною парою полюсов полюсной системы меньше углового расстояния между другими полюсами той же системы, равного

360° (1 + 1)

-----, где а - число полюсов

аао

системы, а Ъ - число полюсных систем на валу ротора, каковые системы заклинены на валу со взаимным угловым

360° ., . V f,. сдвигом, равным (фиг. 4, 5 и р).

3. Применени1е,при охарактеризован ном в п. п. 1 и 2 двигателе, переклйэчателя TI, предназначенногЬ соединять катушки статора и ротора группами параллельно-последовательна {фиг. 7).

4. Применение, при охарактеризованном а п. п. 1 и 2 двигателе, переключателя TZ, предназначенного разбивать на несколько групп катушки статора и ротора и соединять их звездою или треугольником с целью питания двигателя трехфазным током (фиг. 8).

Фиг.1

Фиг 5

. .....V........и........Т.....

ЩЦ

т

.;s

оо

Utt,

f ог

CUT

. en

&п

/Риг 5

ll i ww TT-ra у pimatq |j IJ рйш у ршиг И рошмг И ршя

Фиг 6