Машина постоянного тока с разомкнутой обмоткой якоря Советский патент 1986 года по МПК H02K23/28 

а разнополярные секции щеток ветвей, .коммутационный ток замыкаетступени,

установлены с шагом у у. х X (2К-Р), Коммутируемые секции 2 и 5 включены в цепь двух параллельных

1275674

ся внутри обмотки якоря, увеличивая ток других секций, улучшая коммутацию , 3 ил,

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения улучшение-коммутации. Машина содерлсит индуктор I и якорь,, в пазах которого уложены секции,2-7, обмотки, присоединенные-К пластинам 8-13 коллектора 14, выполненных ступенчатыми. Каждая ступень сметена по длине коллектора на ширину ступени. Число секций щеток равно числу ступеней коллектора. Каждая секция щетки подключена к источнику 19 питания через вентили. На одной из нижних ступеней коллектора установлена дополнительная секция щетки, подсоединенная к источнику питания через вентиль аналогично секции щетки, установленной на этой же ступени, и расположена на i расстоянии у .

Изобретение относится Кэлектротехнике, а именно к машинам постоянного тока с разомкнутой обмоткой якоря. Целью изобретения является улучшение коммутации. На фиг.I показана принципиальная схема машины с коллектором со ступенчатыми пластинами; на фиг.2 принципиальная схема машины с размещением разнополярных секций щеток на верхних ступенях коллекторных пластин; на фиг.З - принципиальная схема машины с размещением разнополярных щеток на верхних ступенях коллекторных пластин с последовательным соединением секций обмотки якоря. На фиг,1 приведена конструкция полюсной машины постоянного то ка с разомкнутой обмоткой якоря, состоящая из индуктора 1 зубчатого барабанного якоря, :В пазахкоторого уложены секции 2-7 обмотки, равные ,числу пазов якоря Z, и присоединенные к пластинйм 8-13 коллектора 14, вьшолненных ступенчатыми с числом ступенек, равным целому числу Z/2p - 1. Отрицательная и положительная щет ки выполнены соответственно из 15, 16 и 17, 18 секций щеток, при этом каждая секция щетки подключена через электрические.вентили, включенные относительно источника 19 питания параллельно, а по отношению к секция щеток 15, 16 и 17, 18 к секционным сторонам обмотки якоря последователь но. Для исключения замыкания секционных секций 2 и 7 между собой во время/ коммутации разнополярные секции щеток 15, 17, расположенные на верхних ступенях коллектора, и разнополярные секции щеток 16 и 18, расположенные на нижних ступенях коллектора, установлены с шагом, равным (2К-Р), У У ДРК где D( - диаметр коллектора; Р - число пар полюсов; К - число коллекторных пластин. На каждой нижней ступени коллектора установлена дополнительная секция щетки 20 с шагом между разнополярными секциями щеток 15 и 20, равным и подсоединена к источнику 19 питания через электрический вентиЛ. Отрицательная секция щетки 16 смещена с геометрической нейтрали против направления вращения в режиме двигателя, показанного стрелкой D на фиг,1, на шаг, равный У а отрицательная секция щетки 15 смещена с геометрической нейтрали по направлению вращения фиг,1 на шаг, равный Каждая из секционных сторон обмотки 2-7 присоединена как к предыдущей, так и к последующей секционной стороне по обходу якоря через конденсаторы. Относительное перекрытие щетки ступени коллекторной пластины равно отнрщению ширины щетки - (t.a. + Ч-Р-К к коллекторному делению t j, - рТ при условии отсутствия замыкания секций через секции щеток в переходных режимах работы определяется по формуле1 Р K(t i.n + N) Р гширина прорези между коллекторными пластинами, определяемое напряжением переходного процесса при коммутации, равным 10 Uj|, мм; N - технологический допуск на установку щетки, на который уменьшается ширина щетки, меньпий диаметр для малых машин, больший размер для машин большой мощности, в пределах 0,15 мм, Предел смешения осей секций щеток относительно их основного положения по и против направления вращения сос тавляет (0,1-5 мм), где малый размер относится к машинам малой мощное ти, а больший размер - к машинам большой мощности, Ка фиг,2 приведена конструкция машины постоянного тока с разомкнутой обмоткой якоря, у которой разнополярные секции пдеток 15, 16 и 17, 18, 20 установлены на верхних ступенях коллекторных пластин. Для устранения короткого замыкания сторон сек ций обмотки 2-7 между собой разнополярные секции щеток 15, 17 и 16, 18 дополнительно смещены относительно друг друга на шаг, равный при этом шаги секций щеток у, , у, Уа У4 У5 определяются также как для конструкции машины на фиг,1. Ана логично установлены и конденсаторы, На фиг,3 показана принципиальная схема машины с размещением разнополярных щеток на верхних ступенях кол лекторных пластин, в которой все сек ционные стороны обмотки якоря соединены последовательно посредством кол лекторных пластин и разнополярных секций щеток в одну ветвь обмотки якоря, Однополярные секции щеток 18 и 20 подключены к источнику 19 питания че рез электрические вентили, соединенные между собой встречно. Шаги секций щеток по коллектору Ум У У, У, У определяют также как в конструкции машины на фиг,2, Аналогично установлены конденсаторы, Принцип действия предлагаемой машины Постоянного тока с разомкнутой обмоткой якоря для фиг,1 - 3 общий и заключается в следующем. При подключении секций щеток 15, 16 и 17, 18, 20 (фиг,1) соответственно через вентили к источнику 1-9 питания в секционных сторонах 2-7 протекают токи, симметричные относительно полюсов N и S индуктора 1 и при возбуждении в полюсах N и S магнитного потока, создается вращающий момент, приложенной к якорю в направлении стрелки D, В результатедвижения якоря (фиг, - 3) по стрелке D геометрическую нейтраль проходят последовательно секционные стороны 2-7 обмотки якоря, Коммутация осуществляется следующим образом. Секционные стороны 2,5 и 4,7 обмотки подключены параллельно к источнику 19 питания, а секционные стороны 3 и 6 обмотки отключены и переходят из области южного по люса S в область северного полюса N индуктора J и при смещении разнополярных секций щеток относительно друг друга на шаг меньше полюсного деления у ь секция щетки 20 без протекающего по ней тока полностью переходит с коллекторной пластины 11 на 12, после чего секция 16 переходит с коллекторной пластины 8 на 9, подключая секционные стороны 3 и 6 параллельно к источнику 19 питания и к секционным сторонам 2,5 и 4,7 обмотки, .Затем секция щетки 16 отключает, а секция щетки 15 подключает секционные стороны 2 и 5 обмотки к источнику 19 питания, при этом секция щетки подключает секционные стороны 3 и 6 обмотки к источнику 19 питания, Далее секция щетки 18 отключает, а секция щетки 17 подключает секционные стороны 2 и 5 обмотки к источнику 19 питания, а секция щетки 15fOTключает секционные стороны 4 и .7 обмотки от источника 19 питания при переходе ее из области северного полюса в область южного полюса S индуктора 1, Процесс коммутации повторяется с тем же порядком чередованияОсобенность. коммутационного процесса пердлагаемой машины состоит в том, что при размыкании, например, секций щетки 16 секционньЬс сторон 2 и 5, ее ЭДС приложена к двум параллельным ветвям обмотки якоря. При этом, первая ветвь состоит из секционных сторон 2 и 5, конденсатора, секционных сторон 6 иЗ, Конденсатора j секционных стброн 4 и 7 и конденсатора, а.вторая .ветвь состоит из конденсатора, секционных сторон 3 и 6, конденсатора, секционных сторон 7 и 4j конденсатора и секционных сто рон 2 и 5. Таким образом, вследствие того, что KOMMyTHpyetoiei секционные стороны 2 и 5 включены через конденсаторы в цепь двух параллельных ветвей, коммутационньй ток замыкается не через щеточный контакт, а внутри обйотки якоря, увеличивая ток работающих 96КЦИОННЫХ сторон 3,6 и 4,7, создающих дополнительный положительный электромагнитный момент, который компенсирует величину тормозного момента секционных сторон 2 и 5 при протекании по ним тока коммутации. Аналогично Процесс коммутации повторяется для следующих секционных сторон . Выполнение машины постоянного тока с разомкнутой обмоткой якоря по предлагаемой - конструкции; улучшает коммутацию маиин, упрощает техноло™ логню изготовления, . формула изобретения Машина постоянного тока с разомкнутой обмоткой якоря, содержащая индуктор и якорь, секции обмотки которого подсоединены через секционированные щетки к ступенчатым коллекторным пластинам, число ступеней которых равно целому числу Z/2P-1, причем каждая последующая ступень смещена по длине коллектора на длину ступени и по диаметру -коллектора на ширину ступени по направлению вращения, число секций щеток равно числу ступеней коллекторных пластин, причем любые две секции смещены относительно друг друга на расстояние, превышающее ширину секции щетки, а каждая секция щетки подключена к источнику питания через вентили, отличаю.щ а я с я тем, что, с целью улучшения коммутации, на одной нижней ступени коллекторной пластины установлена дополнительная секция щетки, которая подсоединена к источнику питания через вентиль,, аналогично секции щетки, установленной на этой же ступени, и расположена на расстоянии (2К + Р) от секции щетки противоположной полярности, расположенной на нижней ступени, а разнополярные секции щеток установлены с шагом ll (2К-Р), У, у. где D диаметр коллектора; Р число пар полюсов; К число коллекторных пластин.