Коллекторная электрическая машина постоянного тока Советский патент 1977 года по МПК H02K23/38 

1

Изобретение отноеитея к облаети электротехники и может быть иеиользовано при проектировании и производстве коллекторных электрических машин постоянного тока.

Известны устройства для улучшения коммутации коллекторных электричеекнх магпин. Это демпферные устройства всевозможно конструкции, раз.мешае.мые на якоре и па етаторе электрической машины. Эффективность любого демпферпого устройства прямо пропорциональна взаимоиндуктивпой связи коммутируемых секций и демпферных устроГ Ств и обратно пропорциональна сопрот вленню демпферного устройства.

Известно также устройство, содержашее помимо основных типовых элементов коллекторной электрической машины дополнител)ную де.мпферну(о обмотку, подсоединенную к дополнительно у коллектору с токособирательным аппаратом. При входе демпферной обмотки в зону коммутации они замь каются и размыкаются щетками на дополнительио-м коллекторе.

Малый коэффициепт взаи оиндуктивной связи и наличие дополнитель юго еопротивления щеточното контакта являются ос 1овиы 1 недостатками этого устройства.

Целью изобретения является увеличение коэффициента взаимоиндуктивной связи и уменьшение эквивалентного сопротивления до2

полнитель ого KOMN yTaTopa, а следовательно, и улучшение коммутации мацпшы. УказанЕ1ая цель дост гаетея тем, что секции демиферной обмотки выполнены с первым част 1чным шагом равным шагу основной об.мотк и соеди 1ены в отдельные группы последовательно. Кроме того, группы секций подключепы к дoпoлнитeльнo y ко мутатору, выполненному на попарно встречно- араллельпо включенных тиристорах, уиравляемых от блока управле 1ия.

На фиг. 1 показан элеме Т 11олу 1роводникового коммутатора, выполненный ш тириеторах; на фиг. 2 - развертка дe пфepнoй обМОТК1 для четырехполюсной (основная обмотка ie представлена, не загромождать чертеж); на фиг. 3 - варианты раз.мешения проводн 1ков демпфер1 ых сек.Й в пазах электр ческой машпиы; на фиг. 4,а - диаграммы индукции в зоне коммутации от совместного действия главных и добавоч 1ых полюсов; на фиг. 4,6 - диаграммы тока секций реактив юй, коммутируюш,ей, иебалансной ЭДС ЭДС вращения; па фиг. 4, в - ) демпферного тока, сигнала управления тиристором. ебала)сной ЭДС i ЭДС врашен Я.

В пазы 1 коллекторной электрической маИ1ИНЫ уложена основная 2 и демпферная обмотка 3. Секции осиовной иодкл очены к основному коллектору -i и к(;мл:утиру1огся щетками 5. демпферной об.мотки соедннены в грунпы 1юследо 5ателы1о леремычкамн 6 из ceKU.nii, находящихся на j)acстоянии 2т и подключены к ключам 7 дополнительного коммутатора 8. К.почи соет{)ят из нонарио встречио-иараллельпо .1Юченных тнрнсторов 9. Тн)исто1)ы получают снгиал па открытие тпрпстора от б.тока уираилепня 10.

Возможны н другие вариаиты исполнения де.мщрериой обмоткн. Например, секцнн деми(рерной обмотки мотут соединяться и группы параллельно или емеиишпо Б зависимости от числа полюсов; в AiaHiiiiiax с диаметральным п;агом секци демп(|1ерио1 1 обмотки еоедп1 яютея в группы на расстоянии одного полюса деления; вместо ти)нсторов могут быт) пспол)3овапы диписто)1з1; д.тя .viannin с пебольплн.м числоА пар по.тюеов возможно применепие п1Ш1Ч)15Итковых демпферных секпнп.

При работе машины секции ocHounofi 2 н де.мп()ерпоГ1 3 обмоток 1юоче1) проходя г :;опу коммутаи 1И мапгины. При этом с блока) упраилепня 10 на один из т рието1)ов 9 поступает снгпал унрав.тення 11. Тирпсто) отпирается. Группа секппи демпферной об.могкп 3 замыкается прямой переход тирнсто|)а, об.тадающнй очень .малы.м сопротиплепнем.

Для обеснечепня пормалыюго режнма i aбо1чл манлины н режима естестр.енно11 комм;,тации тиристоров дгзигатель работает и режиме скореиио| 1 ко.м.мутаннн, а генератор заме.тлсн1 ой.

Рассмотрим работу .маи1ииы в двнгател1)11ом режи.ме...

При ускоренной коммутапии ком.му nip юИ1,ая ЭДС 12 больпк; реактивной ЭДС 13. Ileба.1апепая ЭДС 14 совпадает по паправлеплпо с ко.ммутируюпдеГ 12. Под действие.м iie6aлансно; ЭДС возппкает демпферпьп Демпферная секция (группа) запасает гпю. Так как сопротпвлепне демпферпо; тура мало, то 14 практически за счет ()нру1ои1,его воздействия дс: пого контура. Иапряжеппе на конн,ах коммутируемой ceKiiiin поддерживается автома-|пчески ирибли.щтелыю равным пулю при I----- (0, Го), т. с. во время осповного этапа ко.ммутации. На заверп1ающем этапе ко.м.iyTaiUiii при /(Г,|, 7к) возможны следхчоnuic режимы со ступенью .малого тока 16 it с токо.м 16 пе(;еко.ммутанип.

В первом случае величина реакпим-Ю ЭДС 13 па.тает до нуля, а коммутируюнии э.д.с. приводит к дальией|пему увеличению де.м;:(|)ерного тока. Во второ.м случае величина ЭДС 13 остается без и ири ра.змыкании секпии осиовиой обмотки с остаточным

токо.м 1/, эпе)гия, связанная с темпом 17 т)анс(})0р.мируе1ся в демп(|)ерную секаню. В ней происходит скачок тока 8. Су.мариое же потокоспеплепие паза рактически ье меняется. Далее нри демпферная секция входнт в зону главного полюса протнвоположпо поляр 1остп. Индукпня 19 также меняет свой знак. В контуре ecKiuiii де.)ерпой об.мотки ьаводится ЭДС врап1ения 20, по знаку прогпвопо.тожная току 15.

Де.мпферная секння работает в двигательно.м )ежиме и О1дает запасеппую нергию на вал электрической манпизы. Ток 15 быетро спадает до пуля. Тиристо;) восстанав.тивает свой )аюиии 1 c.iofi. При да.тьнейше.м движении в зоне главных нолюеов секции де.мп(;)ерной обмотки остаклся разо..мн. При прохожденпи е;1едую1це1 зопь кг)мм танпп с блока управления 10 будет подай снгпал управлення -л дру1О 1 стречно включенный тпристор. Оипсаппый нронесс П(;;ггорнтся.

Ирп он|)еде.тенпи вча11:моиид ч тн1 поГ| связи 1ч0.ммутнруемых и де.1нфе|)ных секии,| по.г Ч 1лоеь, что в предлагаемой мапшпс нрпб.ти.чительпо в два раза вп,ние.

Эквнва.1еьтпое соп)отив;1епне 1Ч1рпсторного коммутатора нри последовательном соедннепьп дееяти демпферных секни у.меньншлось 15 пять раз по сравнению с с()П)отнвл(,.1 П1еточно-коллекториого узла.

Тиристо1)1я работак)т в режиме естеетгкчигой Ko v мутации ио одному в плече, что обеспечивает 1зысок чо па.те/кноеть cxe.ii)i.

Применение н)едлагаемой когмекториоГ элект мн еекой .манип1ы ноиюлш cyniecijieinio повысить величину допустимой реактивной ЭД,С а это, в свою очередь, ,uieT возможное1Т) новькмггь нре.тельну о .мопиюсть Kpyiinbix ко.тлекторпых мап1ии, .моп1пс)ст) высс.жооборотных MaiHHH ностоящого тока, нерегрузочнхчо снособпост), у.меп1лннть .тнаметр якоря п ч}еличпть д;1ину .1ан1ни1Л (прокатные двнгателн).

Ф о 5 м у .т а из о б ) е т е н и я

1.Ко.:1лекто)ная электрнческая манщна иостоянного тока, содержан1ая на якоре основную об.мотку н eeiviuionnyio де.мп(|)ерную обMOTKV, подключенную к 01делы10.му колшутатору, оIл н ч а ю HI, а я с я те.м , что, с це.чыо улучн1енпя а)м.мутации, секции де.мнферной обмотки выполнены с первым частичным inaго.м, равпькм Hiary оспогяюй обмотки, н соед 1нены li отде.тьные г)упны пос.тедо15ателы10.

2.Мащииа по и. , о т ;i и ч а ю щ а я с я те.м. Ч1о коммутатор де.мпферной об.мотки выполнен па управляе.мых от б.юка управления нонарно встречпо-парал,1ель11о 15клк)ченных тирнсторах.

е й -Фрл У

А|Щзж

л Ь|.. N „4„....; /С ч/

У .,

Фиг. 2

/23---2

и

.- -Г