Статор электрической машины постоянного тока Советский патент 1992 года по МПК H02K1/10 

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в электрических машинах постоянного тока с добавочными полюсами.

Известен добавочный полюс электрической машины постоянного тока, содержащий составной сердечник с подпружиненной подвижной частью, имеющей возможность радиального перемещения между станиной и неподвижной частью сердечника, причем подвижная часть размещена в полости неподвижной части сердечника 1. Однако для обеспечения работоспособности такой конструкции зазор между подвижной частью полюса и станиной должен быть значительно меньше зазора между той же подвижной частью и дном полости неподвижной части, что ведет к существенному ослаблению сечения сердечника и его быстрому насыщению. Поэтому такая конструкция не может обеспечить эффективной компенсации реактивной ЗДС в широком диапазоне изменения нагрузок. Другим недостатком этого полюса

является вероятность возникновения зали- пания между подвижной и неподвижной частями

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является статор электрической машины постоянного тока, содержащий станину, главные и добавочные полюса, имеющие составной сердечник, одна часть которого охватывает вторую неподвижную часть и установлена с возможностью радиального перемещения посредством упругих элементов. Кроме того, на внутренней поверхности станины выполнены радиальные выступы, расположенные в плане по наружному контуру подвижной части сердечника 2.

Недостатком такого статора явпяется неполная ссомпенсация реактивном ЭДС коммутируемой секции в переходных режимах работы машины Это связано с тем, что при изменении нагруз и машины изменение потока добавочных полюсов, наводящего к секциях коммутирующую ЭДС, происходит с некоторым отставанием по фазе от потока рассеяния, создающего реактивную ЭДС в той же секции. Указанное отставание обусловлено действием вихревых и контурных токов, возникающих при переходных режимах работы в массивных подвижных и неподвижных частях сердечников добавочных полюсов и радиальных выступах станины. При этом наводимая в секции коммутирующая ЭДС существенно отличаетя от реактивной ЭДС не только по величине, но и по форме. В связи с этим не обеспечивается достаточно полная компенсация реактивной ЭДС секции и ухудшается коммутация машины в переходных режимах работы.

Целью изобретения является улучшение коммутации машины постоянного тока в переходных режимах работы путем повышения эффективности компенсации реактивной ЭДС коммутируемых секций.

Сущность изобретения заключается в том, что в электрической машине постоянного тока подвижная и неподвижная части сердечника добавочных полюсов выполнены шихтованными, на внутренней поверхности станины предусмотрены магнитные перемычки в виде шихтованных рамок, охватывающих сердечники главных и подвиж- ные части сердечников добавочных полюсов, между перемычками и станиной в радиальном направлении, а также между отдельными перемычками на продольной оси добавочных полюсов и между сердечниками главных полюсов и перемычками предусмотрены немагнитные зазоры, подвижная часть сердечников добавочных полюсов выполнена шихтованной с немагнитным зазором и детали, крепящие перемычки к станине, электрически изолированы от перемычек.

На фиг.1 изображен статор электрической машины постоянного тока с добавочными полюсами; на фиг.2 - вид А на фиг.1

Неподвижная часть сердечника добавочного полюса 1 с размещенной на ней катушкой обмотки возбуждения 2 крепится к станине 3 с помощью болтов 4. Между станиной 3 и неподвижной частью сердечника 1 расположена немагнитная прокладка 5. Подвижная часть сердечника добавочного полюса 6 выполнена в виде изоляционной рамки и укрепленного на ней шихтованного магнитопровода, охватывающего неподвижную часть сердечника 1. Для разрыва электрической цепи е шихтованном магнитопроводе предусмотрен немагнитный зазор Й1 . Крепление подвижной части сердечника 6 к станине 3 и установка в нужном положении производится с помощью регулировочных винтов 7. Характер изменения величины зазора между подвижной частью сердечника и станиной обеспечивается не только величиной тока

возбуждения, но и соответствующим подбором параметров пружин 8.

На внутренней цилиндрической поверхности станины установлены перемычки 9, представляющие магнитные шихтовочные

рамки, охватывающие сердечники главных полюсов 10 и подвижные части сердечников добавочных полюсов 6. Крепление перемычек 9 к станине 3 произведено с помощью болтов 11 и дистанционных немагнитных

5 шайб 12. Для электрического разрыва контура, образованного перемычками, болтами и станиной и охватывающего сердечник добавочного полюса, болты 11 изолированы от перемычек 9. Немагнитные шайбы 12 умень0 шают влияние немагнитного поля главных полюсов на коммутирующем поле Фд добавочных полюсов. С этой же целью между сердечниками главных полюсов и перемычками и между самими перемычками предус5 мотрены зазоры, соответственно 6 и дз . Автоматическая настройка коммутации и переходных режимах работы машины происходит следующим образом. Характеристики пружин 8 подобраны таким образом,

0 чтобы электромагнитные силы, действующие на подвижную часть сердечника добавочного полюса 6 при данной нагрузке были уравновешены противодействующими силами пружин При изменении нагрузки, на5 пример, при ее увеличении увеличивается магнитодвижущая сила обмотки возбуждения добавочного полюса и создаваемый ею поток, в том числе и та его составляющая, которая проходит через магнитную пере0 мычку 9 и подвижную часть сердечника 6. При этом подвижная часть сердечника 6 начнет притягиваться к станине 3. Уменьшение зазора между ними ведет к увеличению магнитной проводимости и дополнительному усилению

5 магнитного потока добавочного полюса, а следовательно, увеличению индукции в воздушном зазоре между сердечником полюса и якорем машины. Пропорционально этой индукции увеличивается коммутирующая ЭДС,

0 которая компенсирует реактивную ЭДС, также возрастающую с увеличением тока нагрузки. Движение подвижной части 6 к станине 3 происходит до тех пор, пока не наступит равновесие действующих на нее сил. Необходи5 мая для безыскровой работы машины пропорциональность изменения коммутирующей и реактивной ЭДС при изменении тока нагрузки обеспечивается благодаря существенному ослаблению действия вихревых токов в шихтованных частях магнитопровода и влияния поля главных полюсов, а также исключению контурных токов в магнитных частях статора, охватывающих неподвижные части сердечников добавочных поюсов.

Предложенная конструкция позволяет по сравнению с существующими за счет повышения эффективности компенсации реактивной ЭДС улучшить коммутацию в переходных режимах и тем самым повысить надежность работы электродвигателей. Формула изобретения 1. Статор электрической машины постоянного тока, содержащий станину главные полюса, добавочные полюса, имеющие со- ставной сердечник, подвижная часть которого охватывает неподвижную часть и установлена с возможностью радиального перемещения посредством упругих элементов, сопряженных со станиной, немагнит- ные прокладки, расположенные между станиной иотличающийся тем, что. с

целью улучшения коммутации путем повышения эффективности компенсации реактивной ЭДС коммутируемой секции в переходных режимах работы, магнитные перемычки между сердечниками добавочных полюсов выполнены в виде шихтованных рамок, охватывающих сердечники главных полюсов и подвижные части сердечников добавочных полюсов, а подвижные части сердечников выполнены шихтованными с немагнитным зазором.

2.Статор по п. 1,отличающийся тем, что между перемычками и станиной в радиальном направлении, между отдельными перемычками на продольной оси добавочных полюсов, а также между сердечниками главных полюсов и перемычками предусмотрены немагнитные зазоры.

3.Статор по п. 1,отличающийся тем, что детали, крепящие перемычки к станине, электрически изолированы от перемычек.

Использование электрические машины постоянного тока с добавочными полюсами Сущность изобретения статор содержит станину (3) главные полюса, добавочные полюса с неподвижной частью (1) и подвижной

12

7 8

Фиг.1