УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ КОММУТАЦИИ КОЛЛЕКТОРНЫХ МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Советский патент 1942 года по МПК H02K27/22 

Для улучшения коммутации коллекторных машин переменного тока уже предлагалось использовать компенсационную э.д.с., равную по величине э.д.с., индуктируемой в коммутируемой обмотке, и подводимую к последней при посредстве расщепленной щетки от трансформатора, первичная обмотка которого приключена к сети.

Предлагаемое устройство отличается тем, что первичная обмотка трансформатора подключена к сети через коллекторный переключатель, насаженный на вал электродвигателя и выполненный с таким же распределением пластин, как и главный коллектор. При таком устройстве трансформатор включается только в период коммутации секции.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема выполнения трансформатора с двумя вторичными обмотками; на фиг. 3 - схема, поясняющая компенсацию витка коллекторного двигателя на всем протяжении коммутации.

Идея компенсации заключается в следующем.

В тот момент, когда секция коллекторного двигателя переменного тока накоротко замыкается щеткой (т.е. происходит процесс коммутации), в секцию через разрезную щетку включается э.д.с, равная по величине э.д.с. трансформации, наводимой в секции рабочим потоком, но сдвинутая по фазе на угол в 180° относительно э.д.с. трансформации коммутируемой секции. Очевидно, при этом э.д.с. трансформации в коммутируемой секции будет полностью скомпенсирована. Таким образом, можно просто осуществить безискровую коммутацию коллекторного двигателя. Эту компенсирующую э.д.с. трансформации создает компенсирующий трансфорамтор Тр, первичная обмотка 1 которого подключена через переключатель к питающей сети. Компенсирующий трансформатор Тр производит также нужный для компенсации поворот фазы э.д.с. компенсации на 180° по отношению к э.д.с. трансформации коммутируемой секции.

Принципиальная схема компенсации пояснена на фиг. 1.

Предположим, что в рассматриваемый момент времени коммутируются две секции обмотки. Тогда по закону Ленца в них будет наводиться э.д.с. трансформации e_t, направленная согласно стрелок на фиг. 1. При будет полная компенсация. В предлагаемом устройстве коллектор набирается из медных пластин 2, но с промежутками между ними, равными ширине коллекторной пластины и представляющими собою изоляцию 3. Щетка делается разрезной и части ее К и Л изолированы одна от другой прокладкой 1. При этом ширина каждой части щетки К и Л равна ширине коллекторной пластины 2, а следовательно, и промежутка 3 изоляции между ними. К частям К и Л щетки подключается вторичная обмотка II компенсирующего трансформатора Тр, через среднюю точку 4 или 5 которой подключается с одной стороны обмотка возбуждения 6, а с другой сеть.

Первичная обмотка I компенсирующего трансформатора Тр подключается к сети через переключатель 8, который может быть выполнен в виде небольшого коллектора на том же валу с таким же распределением пластин 7, как и на основном коллекторе. Этот переключатель осуществляет включение компенсирующего трансформатора Тр в сеть только в период и на время коммутации секции, и затем, когда раздвоенная щетка К и Л замыкается коллекторной пластиной 2, обмотка I компенсирующего трансформатора Тр отключается от сети. Таким образом, переключатель 8 устраняет короткое замыкание обмотки II трансформатора при наличии напряжения на обмотке I.

Конструктивно, когда, например, коммутируются обыкновенно две секции (в двухполюсном двигателе), компенсирующие трансформаторы Тр можно выполнить в виде одного трансформатора с двумя вторичными обмотками II и II′ (см. фиг. 2).

Пояснение компенсации e_t на всем протяжении коммутации витка коллекторного двигателя для двухполюсного электродвигателя с петлевой обмоткой (у₁=5; у₂=3) с различными положениями коммутируемого витка дано на фиг. 3, на которой условно принято, что якорь двигателя неподвижен, а щетки и полюса перемещаются в направлении, указанном стрелкой S, ⊕ - направление потока за плоскость чертежа, - обратно. Правая секция (фиг. 3) коммутируется в положении а щеток. Левая секция коммутируется в положении в щеток. Положение ∂ щеток соответствует исходному моменту коммутации. Короткие стрелки соответствуют направлению э.д.с. трансформации в коммутируемой секции для момента убывания потока. Положения 6 и г щеток промежуточные.

Устройство для улучшения коммутации коллекторных машин переменного тока при посредстве компенсационной э.д.с., равной по величине э.д.с., индуктируемой в коммутируемой секции и подводимой к последней при посредстве расщепленной щетки от трансформатора, первичная обмотка которого подключена к сети, отличающееся тем, что первичная обмотка трансформатора подключена к сети через коллекторный переключатель, насаженный на вал двигателя и выполненный с таким же распределением пластин, как и главный коллектор, с целью включения трансформатора только в период коммутации секции.