Якорь электрической машины Советский патент 1986 года по МПК H02K3/20 

Изобретение относится к электрическим машинам н может найти применение при изготовлении машин постоянного тока, универсальных коллекторных машин и др.

Цель изобретения - увеличение эффективности демпфирования поля пазового рассеяния во время коммутации, повьшение надежности и обеспечение использования энергии поля пазового рассеяния.

На фиг. 1 представлено устройство демпфирования при отключении секционных сторон, поперечный разрез; на фиг. 2 - устройство демпфирования при включении секционных стброн, поперечный разрез; на фиг. 3 - развернутая схема основной обмотки машины постоянного тока с разомкнутой обмоткой якоря и устройства демпфирования.

Якорь содержит демпферные обмот- . ки -1-6, размещенные на основании пазов 7, под сторонами 8-13 секций 14-16 обмотки якоря. В плоскости секции 14 расположены две демпферные обмотки 1 и 2, причем первая демпферная обмотка намотана согласно, а вторая демпферная обмотка 2 - встречно с секцией 14 обмотки якоря. Демпферные обмотки I и 2 и секция 14 со единены между собой последовательно Аналогично в плоскости последующей секции 15 и предыдущей секции 16 соответственно расположены и соединены демпферные обмотки 3 и 4 и 5 и 6.

Ось 17 первой демпферной обмотки 1, демпфирзтощей секцию 14 совпадает с осью 18 второй демпферной обмотки 6, демпфирующей предьщущую секцию 16, а ось 19 второй демпферной обмотки 2 этой же секции 14 совпада- ;ет с осью 20 первой демпферной обмотки 3, демпфирующей последующую секцию 15. Ось 21 первой демпферной обмотки 5 секции 16 совпадает с осью 22 второй демпферной обмотки 4 предыдущей секции 15. Секция 14 обмотки якоря и первая 1 и вторая 2 демпферные обмотки посоединены к коллекторным пластинам 23 и 24. Секция 15 обмотки якоря и первая 3 и вторая 4 демпферные обмотки подсоединены к коллекторным пластинам 25 и 26. Секция 16 обмотки якоря и первая 5 и вторая 6 демпферные обмотки подсоединены к коллекторным пластинам 27 28. Коллекторные пластины 23-28 через щетки 29-33 и вентили 34-38

s

0

5

0

5

0

5

0

5

подсоединены к напряжению сети. Йа- шина содержит также индуктор 39.

Устройство работает следующим образом.

В режиме двигателя постоянного тока (фиг. 1 и 2) секционные стороны 8-13 обмотки якоря и демпферные обмотки 1-6 перемещаются по стрелке D в поле индуктора 39 в них индуктируется. ЭДС и под действием подводимого напряжения сети U, протекает ток i. Одновременное параллельное подключение секционных сторон 8-13 и демпферных обмоток 1-6 к сети и протекание по ним тока (фиг. 2) не изменяет результирующего магнитного потока рассеяния за время прохождения секционными сторонами 8-13 полюсного деления IT .

Переход щетки 30 (фиг. 3) с коллекторной пластины 24 на пластину 27 лриводит к отключению от сети секционных сторон 8 и 11, всл.едствие чего в них вместо тока i в противоположном направлении под действием только ЭДС протекает ток отключаемой секции

1„ (фиг. 1).

Электромагнитная мощность, запасенная секционными сторонами 8 и 11, трансформируется через сторону секции 8 и дс-шферную обмотку 1 в демпферную обмотку 6 и секционные стороны 12 и 9, а через сторону 11 секции 14 и демпферную обмотку 2 - в демпферную обмотку 3 и секционные стороны 10 и 13. При этом демпферная обмотка 6 создает магнитньй поток Ф , демпфирующий магнитное поле рассеяния Фл, создаваемый секционными сторонами 8 и 9, кроме того, результирующий магнитный поток взаимной индукции Фй индуктирует в демпферной обмотке 6 дополнительную ЭДС, создающую дополнительный ток, совпадающий с направлением тока i.. в секции 16. Демпферная обмотка 2 создает магнитный поток Ф„ , демпфирующий магнитный поток рассеяния ф , создаваемый секционными сторонами 10 и П, а магнитный поток взаимной индукции Фдй индуктирует в демпферной обмотке 2 дополнительную ЭДС, создающую дополнительный ток, совпадающий с направлением тока i. в секции 15. Дополнительные составляющие токов, протекая по секциям 16 и 15 и вза-. имодействуя с основным магнитным полем индуктора 39, создают дополнительньй положительный вращающий момент. Увеличение взаимоиндуктивной связи между обмотками 1 и 6, 2 и 3, А и 5 обусловлено малой величиной воздушного зазора и несмещенной маг- ниткой цепью машины.

Таким образом, включение последовательно с секционными сторонами 8 и 11, обмоток 1 и 2, имеющих индуктивное сопротивление, приводит к pes кому уменьшению высокочастотной со- ставляющей тока отключения. Переход щетки 29 с коллекторной пластины 25 на коллекторную пластину 24 снова подключает секционные стороны 8 и 11 к напряжению сети.

. ЭДС секции 14 Е, , созданная основным магнитным полем, направлена встречно приложенному напряжению U,. и уменьшает величину тока включения секции ig. В режиме двигателя приложенное напряжение и больше ЭДС Е, индуктированной в секции 14, поэтому ток. включения 1. (фиг. 2) возрастает

о

С ВЫСОКИМ градиентом в направлении приложенного напряжения U, что приводит к увеличению с высоким градиентом тока как в первой демпферной обмотке 1, так и во второй демпферной обмотке 2 и соответствующему увели- чению с высоким градиентом ЭДС во второй демпферной обмотке 6 щей секции 16, в первой демпферной обмотке 3 последующей секции 15 в направлении приложенного напряжения.

Ув:еличивающиеся с высоким градиентом ЭДС в демпферных обмотках 3 и 6 индуктируют соответственно в секциях 15 и 16 дополнительные токи, совпадающие по направлейию с током i . этих секций. Дополнительные токи, взаимодействуя с основным магнитным полем, создают дополнительный положительный электромагнитный момент.

Величина тока включения 1„ секD

ции 14 ограничивается ее активным сопротивлением R , а также величиной ЭДС, индуктированных в демпферных обмотках 1 и 2, направленных встречно току включения ig , и которым со- ответствуют полные сопротивления эти обмоток S, и Z , имеющих большие составляющие индуктивнь к сопротивлений .и Х вследствие того, что величина -воздушного зазора меньше ширины паза примерно в 10 раз.

Таким образом, последовательно включенные с секцией сторонами демп

j

JO 15

20

25 зо;

Q

Q

5

ферные обмотки, имеющие большое индуктивное сопротивление, также в значительной степени ограничивают и высокочастотную составляющую тока включения .. Отключение и включение секций 15 и 16 и выполняется аналогично.

Демпферные обмотки 1 и 2 имеют соответственно с демпферными обмотками 6 и 3 магнитную связь, а с секционными сторонами 8 и 11 еще и электрическую связь, что повышает эффективность демпфирования поля пазового рассеяния электрической машины при коммутации.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет уменьшить постоянную времени демпфирования, повьштать его эффективность, полезно использовать энергию коммутации на создание дополнительного момента машины, повысить надежность за счет исключения конденсаторов, особенно на высоких частотах вращения.

Формула изобретения

Якорь электрической машины, содержащий демпферные обмотки, разме- - щенные в пазах вместе с секциями обмотки якоря и соединенные между собой последовательно, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности демпфирования поля пазового рассеяния во время коммутации, повьшхения надежности и обеспечения использования энергии поля пазового рассеяния, стороны демпферных обмоток равномерно распределены . по ширине пазов якоря на их основании, в плоскости каждой секции обмотки якоря расположены две демпферные обмотки, стороны которых размещены под сторонами этой секции якоря предыдущей и последующей секций обмотки якоря, первая демпферная обмотка намотана согласно, а вторая - встречно по отношению к секции обмотки яко- ря, в плоскости которой они расположены, обе демпферные обмотки соединены последовательно с этой секцией обмотки якоря, причем ось первой демпферной обмотки данной секции обмотки якоря совпадает с осью второй демпферной обмотки предьщущей секции обмотки якоря, а ось второй демпферной обмотки этой же секции обмотки якоря совпадает с осью первой демпферной обмотки последующей секции обмотки якоря.

фиг.г.

и

t

41i/Vv / Xxx/.

V-v

. УЧ

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано при производстве машин постоянного тока. Цель изобретения - по- вьшение эффективности демпфирования поля пазового рассеяния во время коммутации, повышение надежности и использования энергии поля пазового : рассеяния. Якорь содержит демпферные - обмотки 1-6, размещенные на основа- . НИИ пазов 7, под сторонами 8-13 секций 14-16 обмотки якоря. В плоскости секции 14 расположены демпферные обмотки 1 и 2, обмотка 1 намотана согласно, а обмотка 2 - встречно с секцией 14 и все они соединены последовательно. Аналогично выполнены и размещены относительно секций 15 и 16 соответственно обмотки 3 и 4, 5 и 6. Ось 17 обмотки 1, демпфирующей секцию 14, совпадает с осью 18 обмотки 6, демпфирующей секцию 16, а ось 19 обмотки 2, демпфирующей секцию 14, совпадает с осью 20 обмотки 3 секции 15. Ось 21 обмотки 5 секции 16 совпадает с осью 22 обмотки 4 секции 15. Указанное выполнение и соединение обмоток позволяет исключить конденсаторы и повысить надежность машины. 3 ил. (Л

Составитель В, Трегубов Редактор А. Сабо Техред М.Ходанич Корректор М.

Заказ 4336/56 Тираж 631Подписное

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