Униполярная машина постоянного тока Советский патент 1928 года по МПК H02K31/02 

На фиг. 1 и 2 чертежа изображены продольный и поперечный разрезы предлагаемой униполярной машины постоянного тока и на фиг. 3 представлен схематически один проводник со своими контактными кольцами.

Ярмо 1 машины, изготовляемое из железа или стали, представляет из себя замкнутый четырехугольник. В интересах удобства сборки ярмо может составляться из подковообразных или иной формы частей и соединяться как, напр., указано пунктиром на фиг. 1. С внутренней стороны долевых стенок ярма предусматриваются полюсные наконечники 2 дискообразной формы. В свободном пространстве между дисками 2 помещается ротор якоря машины, представляющий из себя массивную железную или стальную цилиндрическую щайбу 3, укрепленную на валу 4. Вал 4 пропущен сквозь ярмо 1 в круглые окна 5 и поддерживается подшипниками б, укрепленными в коробках из немагнитного материала 7. Обмотки возбуждения 8 в виде катушек обычной в динамостроении формы, надеваются на короткие стороны ярма или размещаются на свободных частях его длинных стенок. Каждая катушка возбуждения создает свой магнитный поток, средняя линия которого намечена пунктиром на фиг. 1.

В торцевых сторонах цилиндра 3 ротора, в особых радиальных канавках, изолированно уложены медные проводники 7а, составляющие обмотку машины. На фиг. 1 такие проводники намечены в виде пунктирных линий. Проводники 7а расположены в плоскости перпендикулярной к оси вращения ротора и перпендикулярно к направлению силовых линий магнитного потока; следовательно, при вращении ротора происходит требуемое принципом униполярных машин пересечение силовых линий равномерного поля всегда в одном направлении. Для получения же равномерности поля торцевые поверхности цилиндра 3 ротора делаются строго параллельными обращенным к ротору торцевым поверхностям полюсных наконечников 2. На наружной поверхности цилиндра 3 ротора укрепляются контактные кольца 10, отделяемые от тела ротора изолирующим слоем 9; равным образом, на одном конце вала помещается цилиндр из изолировочного материала 11, на котором укрепляются контактные кольца 12. Проводники 1а подводятся изолированно от массы ротора (и один от другого) одним концом к контактным кольцам 10, а другим, посредством проводников, пропущенных через внутреннюю полость вала 4, к кольцам 12, как это показано пунктиром на фиг. 1. Число колец 10 и 12 равняется числу проводников или соединенных параллельно групп проводников, в которых индуктируется электродвижущая сила. Для каждой группы контактных колец 10 и 12 предусмотрена равная ей численно группа изолированных одна от другой щеток 13, укрепленных на особом держателе 14. Щетки к кольцам 12 на чертеже не показаны. Для последовательного включения проводников, в которых индуктируется Э. Д. С. соединяют соответствующим образом через щетки и проводники кольца 10 с кольцами 12, имея в виду, что во всех проводниках индуктируются Э. Д. С. одного направлениЯ| т.-е. на кольцах 10 могут быть только плюсы (или только минусы), а на кольцах 12 только минусы (или только плюсы). Одна щетка к кольцу 10 и одна к кольцу 12 остаются после такого соединения свободными и являются борнами мащины.

Как известно. Э. Д. С. не изменится, если при данной конструкции вместо одного проводника, в котором индуктируется Э. Д. С., взять несколько параллельных, присоединив их концами к одним и тем же контактным кольцам. Параллельные проводники могут применяться для уменьщения колебания внутреннего сопротивления мащины (на фиг, 3 схематически представлен один проводник со своими контактными кольцами). Пусть

щетки находятся в точках А и . Внутреннее сопротивление этой части мащины будет наименьщим в тот момент, когда проводник займет положение АВ. Во всяком другом его положении ток, прежде чем попасть из проводника в щетку, должен будет пройти по контактным кольцам, имеющим также некоторое сопротивление, прикладывающееся в этом случае к сопротивлению самого проводника. Это дополнительное сопротивление достигает своего максимума в тот момент, когда проводник занимает положение противоположное АВ- вчерченное пунктиром в фиг. 3. В этом случае дополнительное сопротивление равняется одной четверти сопротивления больщого кольца плюс одна четверть сопротивления малого кольца. Взяв вместо одного два или несколько проводников и распределив их равномерной звездой, можно понизить эти колебания сопротивления. В случае применения нескольких проводников, включаемыхпоследовательно, колебание внутреннего сопротивления мащины будет равняться сумме колебаний отдельных систем, состоящих каждая из проводника с относящимися к нему контактными кольцами. Это суммарное значение будет величиной периодически меняющейся, при чем полный период обнимает один оборот ротора. Дмплитуда этого колебания будет наименьщей в том случае, если все работающие последовательно проводники будут проектироваться на плоскость вращения в виде звезды, делящей окружность на столько равных частей, сколько имеется проводников, при том одновременном условии, что все щетки будут расположены на одной образующей цилиндра ротора. Принцип этот может быть обращен-щетки распределены равномерно по окружности, а проводники в одной плоскости, проходящей через ось вращения. Вопрос постоянства внутреннего сопротивления важен в тех случаях, когда желательно избежать