Устройство для улучшения коммутации коллекторных электрических машин Советский патент 1986 года по МПК H02K13/14 

i

Изобретение относится к электромашиностроению и способствует по- вьппейиго ресурса безотказной работы машин постоянного тока при питании ц-х постоянным и пульсирующим током, работающих с частыми пускотормозны- ми режимами.

Цель изобретения - повьшение точности настройки дополнительных полюсов на середину безыскровой зоны.

На фиг.1 показана щетка машины; на фиг.2 - схема устройства улучше-, ния коммутации коллекторных электрических машин; на фиг.З - характе- .ристики вход-выход двухтактного маг нитного усилителя.

-

Щетка машины состоит из двух одинаковых половин 1 и 2, полученных о разреза ния щетки машины по ее длине симметрично оси. В теле щетки по ее ширине расположены симметрично относительно ее центра два прямоугольных паза. Так как щетка разрезана пополам указанным образом, т всего образовано четыре паза 3-6, в которых размещены магнитные системы двухтактного магнитного усилителя. Пазы в щетке выполнены параллельно коллекторным пластинам. Каждая половина щетки имеет токопод- водящие шины 7 и 8.

Щеточно-коллекторный контакт образован коллектором 9 с отдельными пластинами 10-12 электрической мащины 13, якорь которой подключен к источнику регулирз емого напряжения. Обмотка 14 дополнительных полюсов подключена к выходу управляемого усилителя 15, вход которого соединен с выходом регулятора I6 с пропорционально-интегральным законом изменения выходного напряжения от . входного, для чего его выход связан с входом резистором 17 и емкостью 18. Выход управляемого усилителя I5 соединен с входом регулятора 16 через резистор 19. В прямоугольных пазах 3-6 двух половин 1 и 2 щетки установлены магнитопроводы 20- 23 двухтактного магнитного усили- теяя 24. На магнитопроводах 20-23 намотаны обмотки 25-28. Каждая половина I и 2 щетки является обмотко управления магнитного усилителя 24. В цепь обмоток 25-26 включены диоды 29-32, образующие выпрямитель- ньп; мост, нагрузкой которого являются резисторы 33 и 34. В цепь обмо10

fS

20

25

47994 - 1

ток 27-28 включены диоды 35-38, образующие выпрямительный мост, нагрузкой которого являются резисторы 34 и 39. Магнитопроводы 20-21 с обмот- 5 ками 25-26 и выпрямительным мостом на диодах 29-32 образуют первый одно- тактный магнитный усилитель, работающий на нагрузку 33-34. Магнитопроводы 22-23 с обмотками 27 -28 и выпрямительным мостом на диодах 35-38 образуют второй однотактный магнитный усилитель, работающий на нагрузку 34 и 39. Совместно два однотакт- ных магнитных усилителя составляют двухтактный магнитный усилитель. Каждый из однотактных магнитных усилителей получает питание от вторичных обмоток 40-41 трансформатора 42. Нагрузкой двухтактного магнитного усилителя является резистор 34, который связан с входом регулятора 16 резистором 43.

Устройство работает следующим . образом,

В полупериод питающего напряжения на вторичной обмотке 40, соответствующего положительному потенциалу на обмотке 25 первого однотакт- кого магнитного усилителя, ток по нагрузке протекает по цепи положительный потенциал - обмо.тка 25 - диод 29 - резисторы 38 и 34 - диод 32 - отрицательный потенциал обмотки 40 . В следующий полупериод питающего напряжения положительный потенциал соответствует точке соединения диодов 31 и 32, и ток по нагрузке протекает по цепи положительный потенциал - диод 31 - резисторы 33 и 34 - диод 30 - обмотка 26- отрицательный потенциал обмотки 40. Следовательно, в оба полупериода питающего напряжения ток по нагрузке 34 от первого однотактного магнитного усилителя протекает сверху вниз. В полупериод питающего напряжения на вторичной обмотке 41,соответствующего положительному потенциалу на обмотке 28 второго однотактного магнитного усилителя, ток по нагрузке протекает по цепи положительный потенциал - обмотка 28 - диод 35 - Резисторы 39 и 34 - диод 38 - отрицательный потенциал обмотки .41. В следующий полупериод питающего напряжения положительный потенциал соответствует, точке соединения диодов 37 и 38, и ток по нагрузке

30

35

40

4S

50

ггротекает по цепи положительный потенциал - диод 37 - резисторы 39 и 34 - диод 36 - обмотка 27 - отрицательный потенциал обмотки 41, Следовательно, в оба полупериода питающего напряжения ток по нагрузке 34 от второго однотактного магни кого усилителя протекает снизу вверх. Если рассматривать токи по нагрузке 34 .от двухтактного магнитного усилителя, то имеем вычитание токов в этой цепи. На фиг.2.верхняя характеристика соответствует работе первого однотактного магнитного усилителя, а нижняя - работе второго однотактного магнитного усилителя. Результирующая характеристика двухтактного магнитного усилителя, отмеченная пунктиром, получена суммированием характеристик двух однотактных магнитных усилителей. В машине при настройке дополнительных полюсов на середину безыскровой зоны добавочный ток коммутации

35

40

имеет нулевое значение, токи в обе- 25 значения, что соответствует настройке на середину зоны безыскровой работы.

Формула изоб.ретения

Устройство для улучшения коммутации коллекторных электрических машин ; постоянного тока, содержащее управляемый усилитель, подключенный к обмотке дополнительных полюсов, вход которого подсоединен к выходу регулятора с пропорционально-интег- ральным законом изменения выходного напряжения от входного, вход регулятора резистором соединен с выходом управляемого усилителя и элемент управления регулятором в виде двухтактного магнитного усилителя - с обмотками управления, выход которого резистором соединен с входом регулятора, отличающееся тем, что, с целью повьгаения точности наст ройки дополнительных полюсов на середину безыскровой зоны, обмотки управления двухтактного магнитного усилителя выполнены в виде электрически изолированных одна от другой половин разрезанной щетки по ее длине симметрично оси, магнитные системы двухтактного магнитного усилителя размещены в двух прямоугольных пазах, вьтолненных в теле щетки по ее ширине и расположенных симмет- |рично относительно центра щетки.

их половинах I и 2 щетки одинаковы, оба однотактных магнитных усилителя подмагничены одинаково и выходное напряжение двухтактного маг- йитного усилителя равнонулю, выход- зо ное напряжение регулятора 16 равно нулю. Управляемый усилитель 15 настраивается так, что в случае зтого через него протекает начальный ток отпитки, соответствующий настройке дополнительных полюсов на середину безыскровой зоны работы. С изменением параметров коммутирующего контура или режима работы мащины - изменяется величина добавочного тока коммутации, равенство токов в отдельных половинах 1 и 2 щетки нарушается, однотактные магнитные усилители подмагничены по-разному и . на вьпсоде двухтактного магнитного усилителя появляется напряжение соответствующей полярности.. I

Допустим, что первый однотактньй магнитный усилитель на магнитопро- водах 20 и 21 подмагнитен больше чем второй магнитный усилитель на магнитопроводах 22 и 23, поскольку ток в половине 1 щетки больше тока в половине 2 щетки. Это приводит к появлению выходного напряже- 55 ния двухтактного магнитного усилителя положительной полярности и квадрант на фиг.З) на резисторе

45

50

479944

34, уменьшается выходное напряжение регулятора 16 и выходное напряжение управляемого усилителя 15. Это приводит к уменьшению тока дополнитель- 5 ных полюсов по сравнению с начальным током отпитки. Ток отпитки изменяется до тех пор, пока не произойдет настройка на середину безыскровой зоны работы. Если же первый однотакт- 0 ный магнитный усилитель подмагничен

меньше, чем второй магнитный усилитель ток, протекающий в половине 1 щетки, меньше тока,протекающего в половшие 2 щетки), то выходное напряжение двухтактного магнитного уси- . лителя имеет отрицательную палярность (Ш квадрант на фиг.З) . Это приводит к увеличению выходного регулятора и выходного

управляемого усилителя. редь увеличивается ток ных полюсов по сравнению с начальным током отпитки. Ток отпитки при регулировании устанавливается такого

напряжения напряжения

В свою очег дополнитель35

зо

40

зо

зо

45

55

50

i

lynp

.фи&. 3

Изобретение относится к электро- магаиностроению. Цель изобретения - повышение точности настройки дополнительных полюсов на середину безыскровой работы. Устр-во содержит две щетки 1 и 2, в которых выполнены пазы 3-6, предназначенные для размещения в них магнитной системы 20-23, усилителя 24. Каждая щетка имеет токопроводящие шины 7 и 8. Обмотка дополнительных полюсов 14 подключена к выходу усилителя 15, вход которого соединен с регулятором 16. Вход усилителя 15 соединен с входом регулятора 16 через резистор 19. Каждая щетка является обмоткой управления усилителя 24. Если добавочный ток коммутации отсутствует, сигнал на выходе усилителя 24 равен нулю. С изменением параметров коммутируемого контура равенство токов в щетках нарушается, усилители 24 подмагничены различно, на выходе уси- лителей появляется сигнал соответствующей полярности. Сигнал с усилителей поступает на обмотку дополнительных полюсов, осуществляя подпитку либо отпитку до тех пор, пока не произойдет настройка на середину безыскровой зоны работы. 3 ил. с (О to 4ik СО СО 4