Коллекторная машина с разомкнутой обмоткой якоря Советский патент 1989 года по МПК H02K23/28 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам малой мощности.

Цель изобретения - уменьшение удельного расхода материалов и увеличение пускового момента и КПД.

На чертеже показана предлагаемая машина в двухполюсном исполнении с трексекционной якорной обмоткой.

Машина состоит из индуктора 1 и якоря 2. Якорь имеет секции 3-5 обмотки и коллектор 6, который содержит шесть коллеюторных пластин 7-12. Начала секций 3-5 подключены к коллекторным пластинам соответственно 7, 9, 11, их концы - к пластинам 8, 10, 12. Через щетки 13 и 14 обмотка якоря соединяется с сетью.

Вращающий момент в электрической машине создается при наличии угла сдвига 9 между магнитным потоком индуктора и МДС якоря F и может быть выражен формулой

М СФГ sin0 М sin9, (1) ч

где С - коэффициент;

М - максимальный момент.

В известном устройстве за один период Т (или 2) секции коммутируют трижды, поэтому за межкоммутационный период, когда ток в секциях неизменный, якорь и его ВДС поворачиваются

о/:г1

на --- 120 эл.град., поэтому угол

в

изменяется от

0

- on 20 макс - 90 + ---

150 эл.град. до 90-120/2 30 эл.град. Следовательно, средний момент в прототипе

50

1

)«.

Jlii Од -Ч

О)

х

Н ----- I М sinede

СП 2 3 J

150

-%- cosS j

ISO

0,826 . (2)

В эаявпяемой машине межкоммутационный период вдвое меньше, поэтому б«акс 90 + 30 120,в,,„„ 90 - 30 60 эл.град. и средний момент 60 .

I M.

ta

60

6Mmj 2F

COS0 I 0,956 . (3)

«0

Здесь и далее индекс П и з относятся соответственно к арототнпу и к заявляемой машине.

В прототипе и заявляемой машине каждая секция за один период дваждь участвует в работе, но у прототипа по Т/3, а у заявляемой машины по Т/6. Следовательно, за период время обтекания секции током будет t 2Т/3 и t Т/3. Если принять, что у прототипа и у заявляемой машины число витков W и сечение провода секций одинаковы, то электрические потери за период будут

ЛРэп In-2Rtn -|- (4)

. РЭЭ 4 . (5) где R - сопротивление секции.

Для прототипа принято 2R, так как включены последовательно две секции..

Для получения одинакового нагрева электрические потери должны быть равны:

-|- -|- I jRT.

Отсюда находят, что ток в заявляемой машине должен быть больше

II 21„.(6)

В прототипе МДС создается двумя секциями, сдвинутыми на 120 эл.град., поэтому ,

Е„ 43 I,W.(7)

В заявляемой машине

FJ IjW - 21„У.(8)

Следовательно, при одинаковом магнитном потоке прототипа и заявляемой

1467684

5

10

0

5

5

0

5

0

5

машины ее максимальный момент на основании (7), (8) и (1) следующий

М, СФР, . -|,- CfpF, 1,.(9)

Из соотношений (9), (2) и (3) на- .

ходят

«c.-5tii - cn .35М,„,

т.е. при одинаковых прочих условиях номинальный момент у машины на 35% больше.

В зависимости от положения якоря момент в прототипе меняется от М „ Д° , а у заявляемой

Г машины от M jSin60 -|-М

0,86 М„г т.е. колебания момента и неравномерность хода у нее меньше. Заявляемая машина может быть использована в электробритвах, биомеханических стимуляторах, электропылесосах и т.п.

Таким образом, заявляемая машина при прочих равных условиях развивает больший на 35% момент, поэтому она имеет меньший удельный расход материалов и больший КПД. Кроме того, благодаря меньшему колебанию момента неравномерность вращения у неё меньше. Кратность пускового момента этой машины почти в 1,5 раза больше, чем у прототипа.

Формула изобретения

Коллекторная машина с разомкнутой обмоткой якоря, содержащая индуктор и якорь с обмоткой, выполненной из п (где п 2,3) секций, и коллектор, о т л .и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения удельного расхода материалов и увеличения кратности пускового момента и КПД, коллектор выполнен с числом коллекторных пластин, равным двойному числу секций, начала сек1щй соединены с коллекторными пластинами с нечетными номерами, а концы секций соединены с коллектор- ными пластинами с четньми номерами, причем коллекторные пластины, с ко- то1%1ми соединены начало и конец одной секции, сдвинуты на 180 эл.град.

Изобретение относится к электромашиностроению, к области малых коллекторных электрических машин. Целью изобретения является уменьшение удельного расхода материалов, увеличение КПД и пускового момента. Коллектор выполнен с числом коллекторных пластин, равным двойному числу секций. Начала секций соединены с нечетными коллекторными пластинами, а концы - с четными или наоборот. Коллекторные пластины с началом и концом одной секции сдвинуты на 180 электрических градусов. Такое соединение позволяет развить больший момент,что уменьшает расход материалов и повышают КПД. 1 ил.