ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ПОСТОЯННОГО ТОКА С НЕПОДВИЖНОЙ ЯКОРНОЙ ОБМОТКОЙ Советский патент 1972 года по МПК H02K13/14 

Предлагаемое изобретение относится к коллекторным машинам постоянного тока.

Известны машины постоянного тока с неподвижной якорной обмоткой, коллектор в которых неподвижен, а щетки вращаются.

При одинаковом моменте силы момент инерции у таких ма1нин значительно меньше, чем у машин с вращающимся якорем. В особенности это относится к сегментному двигателю, у которого имеется неподвижный шихтованный сердечник, а вращаются дугообразные пластины толщиной порядка 3-5 мм и с дугой охвата 90°.

Однако при мопиюстях, превышающих 1 кет, в таких машинах возникают затруднения с коммутацией. Необходимо нрименение дополнительных полюсов, что в маши)1ах с вращающимся якорем приводит к резкому возрастанию момента инерциЕ. Так как в сегментно.м двигателе снижение моме}1та инерции по отношению к двигателям с вращающимся якорем порядка пятикратного, то применение вращающихся дополнительных нолюсов в значительиой степени снижает быстродействие этих двигателей.

Цель изобретения - улучшить коммутацию указанных машин без увеличения махового момента индуктора.

стина.м через индуктивности, выполненные в виде вторичных обмоток двух многообмоточных трансформаторов с числом вторичных обмоток, равным числу соединений обмотки якоря с коллектором, первичные обмотки которых питаются от вспомогательного генератора с обмрткой возбуждения, включенной в цепь якоря машнны, и с ротором, насаженным на ее вал. Вспомогательный генератор может быть вынолнен со сдвоенным ротором, одна часть готорого смещена в тангенциальном направлении относительно другой.

На фиг. 1 показана схема подключения обмотки якоря к коллектору; на фиг. 2 даны кривые нанряжеиия в коммутируемых секциях обмотки якоря; на фиг. 3 схематично показано устройство вспомогательного генератора.

Секции неподвижной обмотки двигателя соединены между собой последовательно непосредственно намоткой. Выводы 2,-2 соединяют секции li -1 с коллекторными пластинами 3. В рассечку каждого вывода включена одна из вторичных обмоток 4 двух многообмоточных трансформаторов 5 и 6. К нервичиым обмоткам 7 и S этих трансформаторов нодключены выходы усилителей (ие ноказан 1ых на схеме). Каждый из усилителей имеет на входе нанряжение одной из двух выходных обмоток вспомогательного генератора, ротор которого находится на валу двигателя.

Таким образом, создаются э.д.с., экБивалеитпые э.д.с. дополнительных нолюсов. Ыа время коммутации в данном короткозамкнутом контуре можно считать эту э.д.с. постоянной.

Нужные ддя коммутации э.д.с. в выводах должны изменяться но временц coi iacno граф -1К фиг. 2, где трехстуненчатын отрезок кривой «-/, о, ---./ как бы неремен1,ается вместе со HieTKoii. Пунктирные нродолжения этих отрезков ноказывают, что все они принадлежат одной 113 четырех стуненчатых нернодическнх крнв1)1х, сдвинутых дру1 от на четвер1i, нернода. Этот период в угловой мере должен соответст1 овать четырем коллекторным де.лениям 4 (JK. Пунктирные нродолження крнвых э.л.с. соответствуют моментам времени, когда коллекторная ндастнна не соирикасается со 1цеткой, н наличие э.д.с. ие оказывает деГктвня.

Э.д.с. в выводе нри нрохождеиии щеткн нротивоноложной нолярности должна неремепнть знак. Чтобы это нронзо11 ло, нужно число коллекторных пластин иметь рави1 1м 4S, где S - любое иечетиое число.

Получение в выводах пернодическнх крнвых напряжения можно осуществить носредство.м двух траисформаторов, включаюн:,их но одной иервнчпой и но Ль72 одниаковых вторичных обмотки. Причем, если к первичной обмотке первого трансформатора нрнложено нериоднчеекое наиряжеине, а к иервнчной обмотке второго это же нанряжеине, но сдвинутое на четверть нернода, то на вторичных обмотках можем получить все 1ребуемые э.д.с.

Амнлнтуда ианряженнй иа иервнчиой обмотке должиа быть нроиорцнональна скоростн вран1ення н силе тока. Такая завнснмост1 може быть сформирована посредством всномогател1 г,ого генератора, не увелнчн1 а1О1це1-о суи1,ествеиио момегга инерции.

Ротор 9 вспомогательного геиератора (с.м. фиг. 3) СИД1ГГ иа валу двигателя. В соседних зубцах 10 статора но всей окружности возбуждаются иротивоноложиые ностояииые но1окн Ф, что осуществляется с номои1ьк) обмоток //, включаемых носледователыю со HICTками. Поток Ф, ироиизывающий зубец ротора 9, имеет траненеидал1)Иую зависимость ог временн, н э.д.с. в обмотке этого зубца нолучается 1ребуемой формы. Имеется второй ротор, сдврщутый на четверть нериода. Генератор может быть малой выходной мощн(.сти и малого момента ннерцнн в особенности нрн работе через усилитель. Еслн зубцы ротора н статора иоменять местами, то отнадают доиолиительиые сьемные кольца, так как обмотка возбуждения генератора может быть включена в расеечку между щеткой н токосъемным кольцом якоря.

Такая система нримеиима н для другнх дуг щеточного охвата, лишь видонз.меияется форма иер1 однчеекой етунеичатой кривой и ivOHфигурация зубцов индуктора. При увелнчеинн числа иерекрытых иластни кривая коммутаЦии нрнближается к синусоиде.

По предлагаемому методу крнвую коммутируюндей э.д.с. можно легче видоизменять и нрисиособлять иримеиительно к требованиям, чем нри нсиользованин донолиительиых иолюсов, так как могут иодбираться нрофнлн зубцов статора и ротора индуктора. Это открывает путь для такого улучшения коммутации, которое невозможно нри применении доиолнительных иолюсов.

Предмет изобретения

1.Электрическая манпша ностоянного тока с ненодвнжной якорной обмоткой и вращающимся иидуктором, содержащая неиодвижный коллектор и вранхающиеся Н1етки, отличающаяся тем, что, с целью улучшення коммутации без увеличения махового момента индуктора машины, концы якорной обмотки нодключ1М1ы к соллекторным илаСтица.г через индуктивности, выиолнен 1Ь е в виде вторичных обмоток двух многооб.моточных трансформаторов с числом в1оричиых обмоток, равиым числу соед1Н1еннй обмотки якоря с ко:1лектором, нервичиые обмотки кото1)ых нитаются от веномогателыюго ге)1ератора с об.моткой возбуждения, включенной в цень якоря ман1ииы, н с ротором, насаженным на ее

вал.

2.Электрическая манища по н. 1, отличающаяся тем, что вспомогателы ый генератор выполнен со сдвоенным ротором, одна часть которого смещена в тангенциально.м нанравЛенин относительно другой.

f,,

Q4l {

-t

iг

II

5

+ r. TZT

т11

o

2,