Якорь электрической машины Советский патент 1991 года по МПК H02K3/04 H02K23/26 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке и изготовлении электрических машин, в частности в конструкции тяговых электродвигателей локомотивов.

Цель изобретения - упрощение технологии и изготовления повышения надежности и мощности якоря электрической маши ны.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема соединения секции одной катушки якоря с петлевой и волновой обмотки (петлевая обмотка изображена тонкими линиями, а волновая - жирными); на фиг. 2 - место соединения секции петлевой обмотки с разведенными концами секций; на фиг. 3 - вид петлевой обмотки с разведенными концами секций; на фиг. 4 - якорь с петлевой и волновой обмотками (петлевая обмотка изображена тонкими линиями, а

волновая - жирными), поперечный разрез; на фиг, 5 и 6 - места соединения секции волновой обмотки с пластинами коллектора; на фиг. 7 и 8 - вид волновой обмотки с разведенными концами секций.

Катушка обмотки якоря электрической машины состоит из пяти секций I-V, которые своими верхними сторонами 1-5 соответственно уложены в верхней части паза а, а своими нижними сторонами ч -б - в нижней части паза в.

Между сторонами 1, 5 и 11, 51 крайних секций размещены верхняя сторона 6, уложенная в верхней части паза а, и нижняя сторона 6 , уложенная в нижней части паза в, принадлежащие свободной секции, не, подключаемой к.пластинам коллектора. Разведенные концы секции I-V обмотки якоря подключены к пластинам 7-12 коллектора (для петлевой обмотки, фиг. 1). Концы крайних секций 1-11 и 5-5 подключены к

(Л

С

CS

со с VI о

пластинам коллектора 7, 8 и 11, 12 соответственно, концы промежуточных секций 2-21 и 3-3 и 4-4 подключены к остальным пластинам коллектора (фиг. 1 и 2). Концы крайних секций 1-1 смещены влево, а концы крайних секций 5-51 - вправо. Обе эти секции пе высоте паза размещены в одинаковом положении. Концы промежуточных секций 2-21. З-З1, 4-41 размещены между концами крайних секций (фиг. 2-3, 5-8, для волновой обмотки номера коллекторных пластин не указаны). Вариант электрического соединения свободных секций показан на фиг. 4, где на поперечном разрезе якоря изображены верхние стороны 1-5, нижние стороны l -5 одной катушки А и верхние стороны 13-17, нижние стороны 131 - 171 другой катушки В обмотки якоря. Свободные секции 6-6 и 18-18 соединяются между собой встречно, минуя пластины коллектора, так, что концы верхних сторон 6 и 18 и концы нижних сторон б и 181 соединены между собой.

Таким образом, обе эти крайние секции, оканчивающие процесс коммутации по- средними, размещены по высоте паза в одинаковом положении. При такой укладке секций напряжение между проводниками 1-2 и 4-5, расположенными в верхнем и нижнем ряду верхнего слоя, и проводниками 1 -2 и 4 -5 , расположенными в верхнем

и нижнем ряду слоя, не удваивается, как это имело место в обмотке, взятой за прототип, и равно напряжению между соседними коллекторными пластинами и, следовательно, нет необходимости изолировать отдельно их ряды изоляцией. При этом имеющее место увеличение напряжения между проводниками 1-5 и 1-5 является приемлемым, так как между этими проводниками расположены стороны свободной секции 6-61. емпфирующие контуры образуются следующим образом. Проводник 6, лежащий в

нижнем ряду верхнего слоя паза а катушки соединен встречно с проводником 18, лежащим в нижнем ряду верхнего слоя соседнего паза б катушки В, минуя пластины коллектора, а проводник 6 , лежащий в верхнем ряду нижнего слоя паза в катушки А, отстающем от паза а на полюсное деление, соединен встречно с проводником 18, лежащим в верхнем ряду нижнего слоя соседнего паза г катушки В. Демпфирующий контур образуется из секционных сторон 6-6- 18-18. Свободные стороны секции демпфированного контура находятся в каждом пазу по две (фиг. 1).

При сечениях обмоточных проводников порядка свыше 10 мм2 (из-за образования в проводниках свободных секций достаточного значения вихревых токов, способных поглощать высвободившуюся электромагнитную энергию в процессе коммутации при разрыве секции) стороны свободных секций

можно не соединять друг с другом, так как они без их подсоединения являются демпферами. При этом с целью экономии дефицитных медных проводов в свободных секциях могут быть применены алюминие0 вые провода. Такое исполнение (фиг. 4) целесообразно применить в крупных электрических машинах с тяжелыми условиями коммутации.

Таким образом, стороны секции лежат

5 одна над другой в два ряда с разным количеством в рядах (в нашем случае 2 и 3 секционные стороны попеременно в верхнем и нижнем слое паза). При этом количество секций на паз в нашем примере вместо ше0 сти соответствует пяти.

При работе машины при левом и правом вращении якоря процесс коммутации в крайных секциях происходит в одинаковых условиях с наименьшей величиной реактив5 ной ЭДС. При этом без возникновения небалансной ЭДС и уравнительного тока в отличие от несимметричных обмоток с мертвыми секциями, где возникают небалансная ЭДС и уравнительный ток, проходящие

0 в щетках и ухудшающие коммутацию; а при соединенных свободных секциях встречно выделяющаяся при разрыве секции электромагнитная энергия поглощается в корот- козамкнутом демпфирующем контуре, что

5 облегчает условие разрыва коммутирующих секций и значительно повышает их коммутационную надежность.

Формула изобретения

1.Якорь электрической машины, содер- 0 жащий сердечник с пазами, в которых размещена обмотка, состоящая из катушек, секции которых размещены по высоте паза одна над другой несколькими рядами в каждом слое и присоединены своими разведен5 ными концами к пластинам коллектора, о т- личающййся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления, повышения надежности и мощности, концы промежуточных секций катушек размещены

0 между концами крайних секций, причем стороны секций расположены в пазу одна над другой в два ряда с разным количеством секций в рядах, а в обмотку якоря введены свободные секции, расположенные между

5 сторонами крайних секций, не соединенные с пластинами коллектора.

2.Якорь машины, по л. отличающийся тем, что, с целью улучшения демпфирующих свойств и повышения коммутационной надежности якоря электрической машины, концы всех верхних сторон и ций каждые в отдельности соединены межконцы всех нижних сторон свободных сек- ду собой встречно.

Изобретение относится к электротехнике. Цель - упрощение технологии изготовления, повышение надежности и мощности якоря электрической машины. Якорь электрической машины содержит сердечник с пазами, в которых размещена обмотка, состоящая из катушек, секции которых подключены к коллектору. Стороны секций расположены в пазу друг над другом в два ряда с разным количеством секций в рядах. В обмотку введены свободные секции, не подключаемые к коллектору и расположенные между сторонами крайних секций. Подключение секций к коллектору осуществляется изменением чередования с разведением концов крайних секций в противоположных направлениях таким образом, что концы промежуточных секций катушек размещены между концами крайних секций. Соединенные между собой встречно, минуя пластины коллектора, свободные секции образуют де- млферный контур, улучшающий условия коммутации. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Фиг. 2

/ / V V х/ v

7

ФигЛ

Фиг.З

Фиг. 5

,ч ЯЮС Ь 3D

D D DDO

Фиг.7

Фиг. 6

D

DDD

D/ US

Фиг. 8