Электрическая машина постоянного тока Советский патент 1987 года по МПК H02K5/24 H02K15/16 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в тяговых электрических машинах.

Цель изобретения - повышение надежности путем устранения резонансных изгиб- ных колебаний якоря.

На фиг. 1 представлен тяговый электродвигатель, поперечный разрез; на фиг. 2 - схема тяговой передачи от тягового электродвигателя к колесной паре; на фиг. 3 - схема действуюш,ий на якорь усилий в вертикальной плоскости.

Электрическая машина содержит статор 1, якорь 2 и главные полюса 3 (фиг. 1). Электрическая машина соединена с колесной парой 4, ведомым зубчатым колесом 5 ведомой шестерни 6 (фиг. 2).

Для тяговой зубчатой передачи используются ведущая шестерня 6 с числом зубьев Z2 17, ведомое зубчатое колесо 5 с числом зубьев Z.. Конструктивная скорость движения тепловоза км/ч. Разница в воздушных зазорах § между главными полюсами и якорем, расположенными в одной плоскости (фиг. 1), допускается до 0,6 мм. Частота возмушаюш,его воздействия тягового редуктора на якорь определяется по формуле

t Jlil 60

и находится в пределах О - 648,7 Гц.

Если собственная частота поперечных колебаний якоря ff равна или кратна частоте возмущаюшего воздействия f, то возникает резонанс колебаний якоря, и усилия от якоря с резонансной частотой передаются через якорные подшипники на статор 1 и все детали тягового электродвигателя, что может вызвать большие вынужденные амплитуды колебаний других деталей или даже их резонанс.

Частота собственных поперечных колебаний якоря fo при наличии статического прогиба его оси на жестком основании определяется по формуле

4 - J -Д о ZTi fn

где С - коэффициент изгибной жесткости

вала якоря;

tn - колеблющаяся в зазоре подшипника масса, которая в данном случае равна примерно половине массы всего якоря

т /--.

Ч

В стационарном режиме работы тягового электродвигателя на якорь действует окружное усилие Р (фиг. 3) вызванное наличием враш,ающего момента на валу, реакции опор Нд и Rg, центробежная сила 1, вызванная остаточным дисбалансом, сила

упругости Ру, сила одностороннего магнитного тяжения Т и сила тяжести G. Силы G и 1 создают прогиб вала якоря со стрелой f, а сила упрогости P Cf уравновешивает

суммарное их действие.

При одинаковых воздушных зазорах под главными полюсами и наличии изгиба вала якоря вместе с валом вращаются также и место наименьшего зазора, и вектор

силы одностороннего магнитного тяжения Т. По отношению к валу якоря это проявляется таким образом, как-будто возврашаюш,ей силе упругости вала противодействует встречно направленная, пропорциональная величине прогиба сила. В данном случае магнитное тяжение действует как пружина с отрицательной жесткостью величиной К. Если собственная частота колебаний вала с упро- гостью С и гп приблизите пьно составляет

то с учетом магнит20

ного тяжения резонансная частота и J Магнитное тяжение зависит от углового положения ротора в этом случае (положение полюса или промежутка между полюсами

5 против наименьшего воздушного зазора), вследствие этого могут возникать колебания якоря с частотой, кратной частоте вращения якоря.

При наличии эксцентриситета в располо жении воздушных зазоров с учетом прогиба вала в случае уменьшения зазора под нижним главным полюсом по сравнению с тактовым под верхним полюсом при направлении вижcния колесно-моторного блока «колесом вперед резонанс якоря возможен

5 в тормозных режимах, а при направлении движения «двигателем вперед сдвигается в режимы за пределы рабочих режимов.

Уменьшив воздушные зазоры под главными полюсами, расположенными в нижней части статора, в пределах, не ухудшающих

коммутацию, добиваются того, что изогнутая ось вала якоря все вре.мя находится в одной плоскости с помощью магнитной силы одностороннего тяжения Т, исключая возможность импульсного движения (колеба5 НИИ) якоря, благодаря чему повышается надежность электрической машины.

Формула изобретения

Электрическая машина постоянного тока, 0 содержащая статор с полюсами и расположенный с зазором относительно полюсов якорь, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем устранения резонансных изгибных колебаний якоря, воздушный зазор между якорем и полюсами, расположенными в нижней части машины, меньше воздушного зазора между якорем и полюсами, расположенными в верхней части машины.

.6

Фиг.1

Фаг. 5

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - повышение надежности. В электрической маплше воздушные зазоры под главными полюсами, расположенными в нижней части статора, уменьшены по сравнению с такими зазорами, расположенными в верхней части статора. Это позволяет уменьшить амплитуды виброускорений якоря электрической машины постоянного тока. 3 ил. оо оо со 4