Многополюсная электрическая машина постоянного тока Советский патент 1988 года по МПК H02K23/54 

(Л

е

4ik

со 4 О1 ГО

-J

коллектору 6, контактирующему со щетками 7, 8, размещенными на щеточной траверсе 9. Валик 11 установлен в дополнительных подшипниках 10 на якоре 4. На валике 11 жестко закреплена шестерня 12 с числом зубьев Zj, которая сцеплена с зубьями шестерни 3 индуктора 1 .Имеются два кон |Тактных кольца 13, 14и соприкасающие- |ся с ними щетки 15, 16. Коллектор 6 установлен концентрично оси валика 11, жестко сочлененного с траверсой

9. Контактные кольца 13, 14 выполнены со средним радиусом, равным величине смещения оси валика 11 относительно вала 17 двигателя, и установлены на торцовых поверхностях корпуса двигателя. Щетки 15, 16, соприкасающиеся с контактными кольцами 13, 14, выполнены цилиндрическими, установлены по торцам валика 11 по его оси и соединены с сЪответствугощими щетками 7, 8 траверсы 9. 3 ил. 1 табл.

Изобретение относится к электромашиностроению , Целью изобретения является упрощение конструкции и улучшение использования материалов. Машина содержит индуктор 1 с 2р If

I 1

i Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использо- зано в моментных двигателях постоян- ioro тока инфранизких частот враще- ия с повьшенными требованиями к обес- лечению постоянства частоты вращения S пределах одного оборота или его части.

I Цель изобретения - упрощение конструкции и улучшение использования 1|1атериалов.

На фиг. 1 показана конструкция предлагаемой многополюсной электри- еской машины постоянного тока для случая , , и на фиг. 2 - конструкция якоря и тра- Ерерсы5 на фиг. 3 - злектрическая 4хема подсоединения секций обмотки К коллекторным пластинам, при зтом для удобства пользования схемой изменен порядок размещения секций, показанный на фиг. 3.

Многополюсная электрическая машина постоянного тока содержит индуктор 1 с (2m+2n)3(2 1+2 4)30 полюсами 2 чередукнцейся полярности, снабженный шестерней 3 с числом зубьев Z , якорь 4 с S 1(2п-1)3(2 4-1)21 секциями 5, подсоединенными к коллектору 6, контактирующему со щетками 7 и 8, размещенными на щеточной траверсе 9. В дополнительных подшипниках 10 на якоре 4 установлен валик 11, на котором жестко закреплена шестерня 12 с числом зубьев Z, сцепленная с зубьями шестерни 3 индуктора 1. Имеются два контактных кольца 13

5

0

5

и 14 и соприкасающиеся с ними щетки 15 и 16. Коллектор 6 установлен концентрично оси валика 11, жестко сочлененного с траверсой 9. Контактные кольца 13 и 14, выполненные со средним радиусом, равным величине смещения оси валика 11 относительно вала 17 двигателя, установлены на торцовых поверхностях корпуса двигателя. Соприкасающиеся с контактными кольцами 13 и 14 щетки 15 и 16 выполнены цилиндрическими и установлены по торцам валика -11 по его оси и соединены с соответствующими щетками 7 и 8 траверсы 9. Числа зубьев Z. и Z удовлетворяют соотношению,

Z,(m+n)3(4+1)15, что, например, реализуется при Z 90 и Z 4 6.

Секции 5 обмотки якоря 4 подключены к коллектору 6 следующим образом. Начала секций с порядковьими номерами i подключены к коллекторным пластинам с номерами V .

л) 1-е

. Dni ill-,

0

5

а концы секций с номерами i - к коллекторным пластинам с номерами V-fу

i-1

- i2n-l)d+i-3 r2 LllQrI У

число при любом наименьшем d

п 19

-и, I ,/,... ,

S К+1

где С

целое

У

- шаг обмотки;

К 1,2,3,... - наименьшее число, обеспечивающее выполнение условия,

S-K+1 при котором равнб целому числу

i 1,2, ... ,S и V 1,2, ... ,S - со- ответственно номера секций и номера коллекторных пластин в порядке их расположения по окружности якоря, начиная с произвольно взятой.

Порядок подсоединения секций обмотки якоря к коллекторным пластинам при , , , и приведен в таблице,

0

0

5

0

5

При подаче напряжения на контактные кольца 13 и 14 ток будет протекать по цепи: контактное кольцо 13, щетка 16, щетка 8, пластины коллектора 1и,2ки 21к, шесть пара.плельных ветвей обмотки якоря, первая из которых состоит из последовательно соединенных секций 1с, 5с и 2сj вторая - 4с, 7с и 3с; третья - 8с, 12с, 9с и 13cj четвертая г 11с, 14с и 10С; пятая - 19с, 16с и 20с; шестая - 15с, 18с, 21си 17с; пластины коллектора 10к, 11 к и 12k; щетка 7, щетка 15 и контактное кольца 14. В результате взаимодействия тока, протекающего по секциям 1C-2.JC, с магнитным полем полюсов 2 индуктора 1 возникает элек- тромагнитньп момент, под действием которого якорь вращается.

При вращении якоря 4 шестерни 3 и 12 обеспечивают вращение щеточной траверсы 9 относительно коллектора 6 со скоростью, в р раз большей скорости якоря 4 относительно индуктора 1, При этом, как и в прототипе, в каждой из секций за один оборот якоря направление тока изменяется 2рраз, что обеспечивает функционирование предлагаемой электрической мащины как машины постоянного тока. Для рассматриваемого случая минимальное число коллекторных пластин, контактирующих со щетками 7 и 8 равняется трем, что исключает возможность обесточивания одной или нескольких параллельных ветвей обмотки.

Предлагаемая многополюсная элек- трическая машина постоянного тока по сравнению с прототипом обладает следующими преимуществами: упрощена кинематическая сХема машины и, как следствие, упрощена ее конструкция (установка только двух шестерен вместо четырех шестерен у прототипа и исключение дополнительных подшипников на валу двигателя при полном сохранении эксплуатационных характеристик) устранены конструктивные ограничения на диаметр коллектора, что позволяет выполнить его с размерами, обеспечивающими оптимальное использование материалов щеТочно-кол- лекторного узла, и применить штатную технологию изготовления колле торов, принятую в электромашиностроении, вне зависимости от величины диаметра самого коллектора.

Формула изобретения

Многополюсная электрическая машину постоянного тока, содержащая индуктор с (ш+м) полюсами чередующийся полярности, снабженный шестерней с числом зубьев Z., якорь с (2n-l) секциями, подсоединенными к коллектору, контактирующему с двумя щетками, размещенными на щеточной TFJaBepce, валик, установленный в до- пс лнительньгх подшипниках на якоре, ше|стерню с числом зубьев Z, сцеплен- ну|ю с зубьями шестерни индуктора и kecTKO закрепленную на валике, два контактных кольца и соприкасающиеся с Ними щетки, отличающая- с |я тем, что, с целью упрощения кон

струкции и улучшения использования материалов, коллектор установлен концентрично оси валика, жестко сочлененного с траверсой, контактные кольца, выполненные со средним радиусом, равным величине смещения оси валика относительно оси вала двигателя, установлены на торцовых поверхностях корпуса двигателя, щетки, соприкасающиеся с контактньпуси кольцами, установлены по торцам валика по его оси и соединены с соответствующими щетками траверсы, числа зубьев Z, и Z.2 удовлетворяют соотношению

(m+n) ,

где

1c12cSc