Электрическая коллекторная машина постоянного тока Советский патент 1979 года по МПК H02K23/38 

(54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОЛЛЕКТОРНАЯ МАШИНА ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к коллекторным машинам постоянного тока с электромагнитным возбуждением, а точнее к соединению обмоток машины друг с другом и со щетками на коллекторе.

Практика и специальные экспериментальные и теоретические исследования показывают, что в силу объективных конструктивных и технологических факторов в многополюсных машинах имеет место неравномерное распределение тока по параллельным ветвям якоря и, что то же, под щетками одинаковой полярности. Это приводит к ряду отрицательных явлений - ухуд.шению коммутации, перегреву обмотки якоря, снижению КПД машины,неравномерному износу щеток и т.д.

Известно устройство электрических машин постоянного тока с удвоенным количеством дополнительных полюсов, улучшающих коммутацию машины при наличии разбаланса токов под однополярными щетками 1.

Однако это устройство не позволяет получить удовлетворительную коммутацию.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство электрических машин постоянного тока последовательного возбуждения с соединением обмотск улучшающих равномерность распределения тока по щеткам и коммутацию машины 2 .

Такое устройство и соединение обмоток применимо только в двигателях последовательного возбуждения и,кроме того, в недостаточной степени уменьшает величину уравнительного тока и,следовательно,недостаточно полно улучшает коммутацию машины.

Целью изобретения является уменьшение неравномерности распределения тока под щетками и улучшение коммутации машин.

Это достигается тем, что последовательно с к.аждой щеткой соединены обмотка возбуждения дополнительного полюса, расположенного рядом с главным полюсомр и компенсационная обмотка, расположенная под дополнительным полюсом.

На фиг. 1 представлена схема соединения обмоток в двигателях последовательного возбуждения; на фиг. 2-то же, в машинах независимого возбуждения. В каждую параллельную ветвь якорного тока последовательно со щеткой включены обмотка последовательного возбуждения главного полюса над данн щеткой,обмотка одного дополнительного полюса, находящегося рядом с данным главным, и одна катушка компенсационной обмотки, расположенной под данным дополнительнЕлм полюсом. Например, последовательно со щеткой 1,на коллекторе 2 соединены обмотка 3 последовательного возбуждения на главном полюсе 4, обмотка дополнительного полюса 5, находящегося рядом с полюсом 4, и секция (катушка 6компенсационной обмотки, расположенной под полюсом 5 (см, фиг. Также соединены катушки и щетка дру гой параллельной ветви тока той же полярности - щетка 7, обмотка 8 пос ледовательного возбуждения главного полюса 9 над щеткой 7, обмотка дополнительного полюса 10 и катушка 1 компенсационной обмотки под дополнительным полюсом 10. Соединенные последовательно группы катущек образуют- параллельные ветви, по которым делится общий якорный ток. Кроме того, указанные цепи совместн с Якорной обмоткой между щетками 1 7образуют контур для уравнительног тока. Аналогично соединены обмотки со . щетками противоположной (отрицатель ной) полярности. Наличие в каждой параллельной ветви якорного тока обмотокодного дополнительного полюса и одной кат ки компенсационной обмотки, включен ных определенным образом (а именно, последовательно) с остальными элементами (щетками и обмотками на главных полюсах) и является отличительным признаком предлагаемого уст ройства, В предлагаемой схеме соединения обмоток сопротивление контура для уравнительного тока увеличивается за счет включения двух обмоток дополнительных полюсов и двух катушек компенсационной обмотки. Это приводит к уменьшению уравнительного тока, а, следовательно, уменьшает неравномерность деления тока под щетками, соответственно, улучшает коммутацию машины. Одновременно с этим включение обмоток дополнительных погйосов последовательно со щетками, замыкающими коммутируемые секции под этими дополнительными полюсами дополнительно улучшает коммутацию, т.к. изменение тока под какой-либо щеткой приводит к соответствующему изменению намагничивающей силы данного дополнительного полюсар его потока. Предлагаемая схема соединения обмоток может быть применена для улучшения коммутации в машинах после,довательного возбуждения, имеющих кроме главных также и дополнительные полюса и компенсационные обмотки, т.е. в тяговых двигателях практически всего железнодорожного подвижного состава и наземного электрического транспорта - электровозов, тепловозов, метрополитена, трамвая, троллейбусов и т.д. Схема соединения обмоток, подобная вышеописанной, может быть применена для улучшения коммутации и в машинах независимого возбуждения (см, фиг, 2), В этом случае, в каждую ветвь якорного тока последовательно с каждой щеткой включены только обмотка одного дополнительного полюса и одной каТушки компенсационной обмотки. Например, последовательно со щеткой 1 на коллекторе 2 соединены обмотка 6 компенсационная под дополнительным полюсом и обмотка 5этого же дополнительного полюса. Также соединены щетка 7 той же полярности, катушка 11 компенсационной обмотки и катушка дополнительного полюса 10, Аналогично соединены катушки со щетками отрицательной полярности. Обмотки возбуждения на главных полюсах 3, 8, 12 и 13 соединены последовательно друг с другом и получают питание от своего источника. Физические явления, улучшающие коммутацию машины, те же, что и для машин последовательного возбуждения. Формула изобретения Электрическая коллекторная машина постоянного тока, содержащая статор с главными и дополнительными полюсами и обмотками возбуждения на них, компенсационные обмотки на главных полюсах, якорь и щетки, отличающаяс я тем, что, с целью устранения неравномерности распределения тока под однополярными щетками и улучшения коммутации, последовательно с кгикдой щеткой соединены обмотка возбуждения дополнительного полюса, расположенного рядом с главным, полюсом, и компенсационная обмотка, расположенная под дополнительным полюсом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 545040, кл. Н 02 К 1/10, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР 508875, кл. Н 02 К 23/08, 1973,