Устройство для улучшения коммутации двигателей постоянного тока Советский патент 1986 года по МПК H02K13/14 

10, включенной встречно по отношению к коммутируемой секции. Поскольку и коммутируемой секции кроме постоянных составляющих ЭДС наводятся переменные составляющие, результирующая ЭДС подается в фильтр 4, где вьщеИзобретение относится к электромашиностроению, в частности к устройствам коммутации электродвигателей постоянного тока, выполненных с волновой обмоткой якоря и питающихся вьтрямленным током от различffijx преобразовательнь1х устройств.

Цель изобретения - улучшение комг мутации и повьшение надежности работы двигателя.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2 - конструктивное расположение отдельных элементов устройства в машине.

Секция 1 волновой обмотки якоря с помощью коллектора 2 и вспомогательных щеток 3 через узкополосный фильтр (ЭТТФ) 4, инвертор 5 и сумма- тор 6, управляемый усилитель 7 присоединена к дополнительной обмотке 8 В свою очередь, к управляемому усилителю присоединен датчик скорости 9, а к сумматору 6 - измерительная обмотка (ИО) 10 через узкополосньш .фильтр 11,

Вспомогательные щетки расположены на геометрической нейтрали .коллектора рядом с основными щеткамкс на расстоянии двойного полюсного деления и вьтолнены из материала с низким электрическим сопротивлением (например, медно-графитные щетки). Дополнительная обмотка расположена, на сердечнике главных полюсов 12 со сторонь наконечников. ИО 10 расположена в зазоре между главными полюсами и якорем.

Устройство работает следующим образом.

При работе машины с предлагаемым устройством в коммутируемой секции 1 при питании вьшрямленным током кроме постоянных составлякицих ЭДС

ляется основная гармоника. Для обеспечения непрерывной компенсации пе- ременньзх ЭДС введена обратная связь, что обеспечивает улучшение коммутации и повышение надежности работы, 2 ил.

наводятся переменные составляющие ЭДС, обусловленные как собственно процессом коммутации Е , так и действием дополнительной обмотки 8 Ёдо-, , Результирующая ЭДС .секции 1 обмотки якоря с помощью вспомогательных щеток 3 подается в УПФ 4, где происходит вьщеление основной гармоники ЛЕ Е| -Ед„р . Сигнал с выхода УПФ 4 подае гся на инвертор 5, где происходит изменение фазы сигнала .дЁ на 180. С вькода инвертора 5 сигнал (-Е) подается нг1 сумматор 6, на второй вход которого поступает сигнал с измерительной обмотки 10 (EQJ, ), который равен сигнс1лу (-Едоп), наводимому в коммутируемой секции 1 допол-. нительной обмоткой 8. Таким образом на выходе суг матора 6 получают сигнал

с

.

-Е„ + Е

Аоп

Е

Aoi

25

-Е..

Сигнал (-Е,, ) поступает на вход

куправляемого усилителя 7, При этом коэффициент усиления усилителя корректируется в зависимости от частоты вращения якоря сигналом с датчи- са 9 частоты вращения. Усиленный сигнал с вькода упра)зляемого усилителя поступает на дополнительную обмот- ку 8,, -размещенную на глав.ных полю- сах. Дополнительная обмотка создает переменный поток, который наводит в коммутирующей секции 1 обмотки якоря трансформаторную ЭДС Едо(, , рав- нут по велргшне и противоположную по фа:зе ЭДС ЁК,.что приводит к их взаимной компенсации , 0, Таким образом, сигнал, снимаемый с вспомогательных щеток 3 равен 0. Для обеспечения непрерывной компенсации

переменных ЭДС в коммутируемой секции в устройство введена обратная связь, состоящая из ИО 10 и узкопо- лосного фильтра 11.

Переменный поток, создаваемьш до- полнительной обмоткой 8,индуктирует в измерительной обмотке 10 ЭДС такую же по величине как и ЕдоПл но противоположную по фазе-. Это достигается встречным включением изме- рительной обмотки, по отношению к коммутируемой секции. Так как в измерительной обмотке 10 кроме ЭДС основной частоты наводятся высшие гармонические, обусловленные зубчатьм строением якоря, то сигнал в ИО подается в сумматор через узкополосный фильтр 11, аналогичный УПФ 4. В сумматоре выДеляется сигнал (-Ej-), который задает режим работы всему уст- ройству при любых изменениях работы двигателя.

Существенным отличием предлагаемого устройства от известных является наличие узкополосного фильтра для вьщеления основной-гармоники, ИО, инвертора и сумматора для вьщеления сигнала (-Е,;), недоступного для непосредственного измерения и определяющего режим работы всего устройства по коммутации.

Экономическая эффективность определяется за счет уменьшения износа

коллектора и количества разборок дн гателя при настройке коммутации, что увеличивает срок службы двигателя.

Формула изобретени

Устройство для улучшения коммутации двигателей постоянного тока с волновой обмоткой якоря, содержащ дополнительную обмотку возбуждения, расположенную на главных полюсах, датчик частоты вращения, подключенный к управляемому усилителю, и фа- зосдвигающее устройство, о т л,и .чающееся тем, что, с целью улучшения коммутации и повышения надежности работы, .устройство снабжено двумя вспомогательными щетками, установленными рядом с основными щетками по линии геометрической нейтрали, узкополосными фильтрами, инвертором, сумматором и измерительной обмоткой, установленной в воздушном зазоре под главными полюсами причем вспомогательные щетки присоединены к входу инвертора через узкополосный фильтр, а выход инвертора -соединен с усилителем через сумматор, второй вход которого Через узкополосный фильтр со.единен с измерительной обмоткой, включенной . встречно по отношению.к коммутируемой секции.

Редактор И. Касарда

Составитель С. Шутова Техред О .Сопко

Заказ 3607/50 . , 63..1Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Д.. Колб

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к устройствам коммутации электродвигателей постоянного тока. Целью изобретения является улучшение коммутации и повышение надежности работы. Устройство содержит дополнительную об мотку 8 возбуждения, расположенную на главных полюсах, датчик частоты вращения, подключенный к управляемому усилителю 7, и фазосдвигающее устройство. Дополнительно снабжено ЦБумя вспомогательными щетками 3, узкополосными фильтрами 4 и 11, инвертором 5, сумматором 6 и изме- рительной обмоткой 10, установленной в воздушном зазоре под главными полюсами, причем щетки 3 присоединены к входу инвертора 5 через фильтр 4, , а выход инвертора 5 со единен с усилителем 7 через сумматор 6, второй вход которого соединен с обмоткой ю