Многополюсная электрическая машина постоянного тока Советский патент 1986 года по МПК H02K13/14 

tc

о сд ;о to ю Изобретение относится к электромашиностроению и является усовершенствованием многополюсной электрической машины постоянного тока по авт. св. № 1175004. Цель изобретения - повышение надежности в работе щеточно-коллекторного узла за счет улучшения коммутации, а также уменьшение размагничиваюш,его действия поля якоря на постоянные магниты. На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемой электрической машины для случая р 5; S 7; m 1; n 4, Е 1; на фиг. 2 - график изменения тока коммутируюшей секции во времени. Электрическая машина содержит индуктор с 2р fX (2m+ 2n) 10 полюсами чередуюшейся полярности, каждый из по люсов снабжен коммутируюшей обмоткой к-10к. Последние включены между токоподводяш,ими шинами и каждой из ш,еток . Параллельно каждой из коммутирующих обмоток включены полупроводниковые вентили 10-lOe. Машина содержит также якорь с неперекрешивающейся обмоткой, состоящей из (2n-1)7, спирально навитых секций 1с-7с подсоединенных к коллекторным пластинам л-7л, равномерно распределенным по окружности якоря и щеточный узел с 2р 10 щетками щ-lOw Секции 1с-7с подключены к коллекторным пластинам л-7л. При подаче напряжения на шины ток протекает по следующей цепи: шина, коммутирующая обмотка 5/с, щетка Ьщ, пластина 4л коллектора, две параллельные ветви обмотки, первая из которых состоит из последовательно соединенных секций 4с, 7с и 3с, а вторая - 1с, 5с и 2с, пластины 6л и 2л, коллектора, щетки 8щ, 2щ, коммутирующие обмотки 8к, и 2к, токоподводящая щина. Секция 6с закорочена щетками 6щ и 2щ и находится в состоянии коммутации. В результате взаимодействия токов, протекающих по параллельным ветвям обмотки, с магнитным полем полюсов индуктора возникает электромагнитный момент, под воздействием которого якорь вращается. При повороте якоря в направлении, показанном стрелкой, в режиме коммутации оказывается секция 4с, а момент создается секциями 7с, 3с и 6с первой параллельной ветви и секциями 1с, 5с и 2с второй параллельной ветви, при этом на коммутирующую секцию 4с воздействует магнитный поток коммутирующей обмотки 5к, совпадающий по направлению с магнитным потоком полюсов. При сходе щетки 8щ с коллекторной пластины 6л энергия, запасенная в коммутирующей обмотке 8к выделяется в цепи, образуемой коммутирующей обмоткой 8к; и полупроводниковым вентилем 8в. В предлагаемой конструкции электрической машины на изменения тока коммутирующей секции во времени оказывает воздействие магнитный поток, создаваемый коммутирующей обмоткой. Так, например, через секцию 4с до начала коммутации протекает ток параллельной ветви ia, а на протяжении периода коммутации секция 4с закорочена однополярными щетками Ьщ и 9щ, при этом через коммутирующую обмотку 5к начинает протекать ток, создающий магнитный поток, направленный согласно с основным магнитным потоком полюса, воздействующий на электромагнитные процессы, протекающие в секции 4с, за счет чего достигается улучщение коммутации. При отсутствии коммутирующей обмотки в электрической машине предлагаемой конструкции ток коммутирующей секции изменяется во времени (фиг. 2, кривая 1), При низких частотах вращения, характерных для моментных двигателей, и малых постоянных времени т -|- (где L - индуктивность секции, R - сопротивление секции) на участке ti ток изменяется почти по экспоненциальному закону с постоянной времени т от величины до величины ia-w 0. Такое быстрое изменение тока вызывает коммутационные перенапряжения, что приводит к искрению под набегающимкраем щетки. На участке секция является короткозамкнутой и изменение тока в ней в основном обусловлено ЭДС от магнитного потока полюса, под которым находится коммутируемая секций. На участке происходит перераспределение тока по тому же экспоненциальному закону до уровня его величины в следующей параллельной ветви -ia, что вызывает искрение под набегающим краем щетки. Скорость изменения тока в коммутирующей секции в начала и в конце периода коммутации уменьшается под воздействием магнитного потока коммутирующей обмотки, создающего в рассматриваемой секции ЭДС вращения и трансформации. Происходит изменение тока во времени (фиг. 2, кривая 2). Поскольку скорость изменения тока по кривой 2 на участках :ti и ta t ta значительно меньше, чем скоросгь изменения тока по кривой 1, что значительно меньше и реактивная ЭДС под сбегающим и набегающим краями щеток, в результате чего уменьшается их искрение. Уменьшение размагничивающего действия магнитного потока секции на постоянные магниты, то при прочих равных условиях приводит к увеличению перегрузочной способности машины, достигается за счет того, что магнитный поток коммутирующей обмотки направлен согласно с магнитным потоком постоянных магнитов, на которых они расположены. При использовании предлагаемой конструкции электрической машины ЭДС вращения и трансформаторная ЭДС образующиеся в коммутируемой секции под воздействием магнитного потока коммутирующей обмот

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - повышение надежности в работе щеточно-коллекторного узла за счет улучшения коммутации. Машина содержит индуктор с 2р полюсами чередуюш,ейся полярности, каждый полюс снабжен коммутирующей обмоткой, включенной между щеткой и источником питания так, что магнитный поток обмотки направлен согласно с магнитным потоком полюса, на котором она расположена, а параллельно каждой коммутирующей обмотке включен полупроводниковый вентиль. Такое выполнение приводит к уменьшению реактивной ЭДС под сбегающим и набегающим краями щеток, что уменьшает искрение. 2 ил.