Электрическая машина постоянного тока Советский патент 1993 года по МПК H02K1/14 H02K23/22 

Изобретение относится к области электромашиностроения, в частности к проектированию и производству крупных электрических машин постоянного тока.

Известна электрическая машина постоянного тока, содержащая якорь с пазами под обмотку и набранные из штампованных листов сердечники главных полюсов, крепящиеся к статору болтами.

При относительной простоте недостатком данной конструкции является то, что в ней не обеспечена надежная коммутация при значительных скоростях изменения тока якоря, что ограничивает ее применение в крупных машинах постоянного тока.

Наиболее близким к заявляемому, взятой за прототип, является электрическая машина постоянного тока, содержащая якорь с пазами под обмотку и главные полюса с компенсационной обмоткой, уложенной в пазы полюсных башмаков, причем зубцо- вый шаг по полюсному башмаку отличается от зубцового шага по якорю более, чем на 10%, т.е.

1,1 или ,9,

где tp - зубцовый шаг по полюсному башмаку;

t - зубцовый шаг по якорю.

Недостатком данной конструкции является то, что из-за равномерного расположе- ния проводников компенсационной обмотки вдоль полюсного башмака в ряде случаев ограничено применение конструкции из-за невозможности выполнить вышеуказанные соотношения. Это вызывает необходимость неоптимального выполнения машины, например, при большем диаметре якоря, что влечет за собой даже увеличения габаритов.

Цель изобретения - обеспечение создания эффективных конструкций машин в более широких пределах типоразмеров.

Поставленная цель достигается за счет того, что в известной электрической машине постоянного тока, содержащей якорь с пазами для размещения обмотки и главные полюса с пазами для компенсационной обмотки, выполненными в полюсных наконечниках, причем зубцовый шаг по полюсному наконечнику отличается от зубцового шага по якорю более, чем на 10%, согласно изобретению пазы в полюсном наконечнике выполнены группами, с различным зубцо- вым шагом, в одной из которых зубцовый шаг по полюсному наконечнику превышает зубцовый шаг по якорю более, чем на 10%,

а в другой - меньше зубцового шага по якорю более, чем на 10%.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом, показывает, что в

отличие от прототипа, в предлагаемой конструкции за счет выполнения пазов полюсного башмака неравномерно, по группам, в каждой из которых выдерживается одно из условий неравенства, обеспечивается появление нового свойства - в более широком диапазоне типоразмеров исключаются колебания магнитного потока в зазоре. Таким образом предложенное решение обеспечивает возможность создания эффективных

конструкций машин в более широких диапазонах типоразмеров.

На чертеже показана электрическая машина.

Электрическая машина содержит якорь

1 с пазами 2 под обмотку и главный полюс 3 с пазами 4 под компенсационную обмотку, выполненными в полюсных башмаках. Зуб- цовые шаги по полюсному башмаку tp и по якорю t отличаются друг от друга более, чем

на 10%, т.е. удовлетворяют одному из неравенств:

30

1,1 или 0,9

Пазы в полюсе расположены неравномерно, так что образованы группы зубцов. В одной группе, соответствующей зубцовому шагу удовлетворяется первое неравенство, а в другой - второе.

Шаги обычно берутся по дуге. На чертеже для наглядности они показаны как хорды соответствующих дуг. В данном случае во второй группе содержится только один зу- бец. В общем случае может быть и больше.

Преимущества заявляемой конструкции видны из следующего примера.

При проектировании двигателя определены оптимальные в отношении минималь- ного значения КПД и других параметров его типоразмеры и исполнение.

Данные двигателя следующие:

Диаметр якоря 990 мм

число пазов якоря 99

Полюсная дуга для размещения пазов под компенсационную обмотку (при 6 полюсах) 322 мм

Число пазов в полюсном башмаке 12.

Шаг по пазам якоря

л: 990 31,416 мм

t Ж

Шаг по пазам башмака (см. конструкцию прототипа)

322 322

zp-1

11

29,273

35 мм

l-tpi(zp-3) 322-22 tp22 2

Сущность изобретения: электрическая машина содержит якорь 1 с пазами 2 для размещения обмотки и главные полюсы 3, в полюсных наконечниках которых выполнены пазы 4 для компенсационной обмотки. Пазы 4 в полюсном наконечнике выполнен группами, имеющими различный зубцовый шаг, в одной из них он превышает зубцовый шаг по якорю более чем на 10%, а в другой меньше его более чем на 10%. Изобретение улучшает характеристики машины путем повышения степени компенсации поля реакции якоря. 1 ил.

Проверка соответствия по ограничению величины вибрации электромагнитного характера показывает:

TЈ 29, t 31,416 и У

Так как 1,1 -Ј 0,9 использовать данные типоразмеры невозможно. Следовательно, необходимо перепроектировать машину, выбрав, например, больший диаметр якоря, увеличив соответственно габариты машины и тому подобное.

Предлагаемая же конструкция позволяет использовать эти типоразмеры, что подтверждает расширение возможностей проектирования эффективных машин.

В варианте предлагаемой конструкции пазы в полюсе расположены неравномерно. Образованы две группы зубцов, в одной из которых, состоящей из десяти зубцов, расположенных по пять симметрично, относительно радиальной оси полюса зубцовый шаг tpi 18 мм, а в другой, состоящей из одного среднего зуба, шаг между ним и соседними зубцами определяется соответственно:

0

5

0

5

0

Проверка соответствия по ограничению величины вибраций электромагнитного характера показывает:

РТ - Л RQ Л Г) Q

t 31,416 и ВУ1 и-у

tp235 - I 114 1 1 t 31,416 1-114 1 1

Формула изобретения Электрическая машина постоянного тока, содержащая якорь с пазами для размещения обмотки и главные полюсы с пазами для компенсационной обмотки, выполненными в полюсных наконечниках, причем зубцовый шаг по полюсному наконечнику отличается от зубцового шага по якорю более, чем на 10%, отличающаяся тем, что, с целью улучшения характеристик электрической машины путем повышения степени компенсации поля реакции якоря, пазы в полюсном наконечнике выполнены группами с различным зубцовым шагом, в одной из которых зубцовый шаг превышает зубцовый шаг по якорю более чем на 10%, а в другой - меньше зубцового шага по якорю более чем на 10%.