Униполярная электрическая машина Советский патент 1980 года по МПК H02K31/02 

I

Изобретение относится к электрическим машинам постоянного тока и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, например, для привода валков прокатных станов, гребных винтов судов.

Известна униполярная электрическая машина, содержащая магнитную систему и якорь поток полюсов магнитной системы которой направлен перпендикулярно к стержням обмотки якоря 11, В связи с тем, что начала стержней обмотки якоря присоединены , к одному контактному кольцу, а концы к второму, напряжение обмотки якоря пропорционально только одному стержню.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является униполярная электрическая машина как с дисковым, так и цилиндрическим якорем 2. Обмотка якоря машины, имеющая выступ, выполнена из ряда токопроводяЩих пластин, с обоих концов оканчивающихся токосъемными сегментами, по которым скользят два ряда щеток. Количество щеток в каждом ряду в два раза меньше, чем пластин якоря. Направление

магнитного потока возбуждения перпендикулярно к плоскости пластан и вектору скорости. Схема соединения щеток позволяет повысить напряжение, униполярной машины в N/2 раз, где N - число пластин якоря.

Основным недостатком такой униполярной мащины является значительный маховый момент якоря, поскольку якорь обладает значительным весом, а напряжение обмотки якоря пропорционально только половине пластин, т. е. N/2.

Целью изобретения является уменьшение махового момента якоря и увеличение напряжения машины.

Эта цель достигается тем, что между токопроводящимн пластинами, чередуясь с ними, размешены диэлектрические пластины одинаковой с ннми ширины, щетки установлены на N-2 рядом лежащих пластинах и соединены между собой на противоположных концах ближайших одноротных пластин, а кажцый вывод обмотки якоря. присоемнеи к двум рядом находящимся щетками, и между выводами расположены пластины без щеток. Такая конструкция якоря с указанным соедднением элементов обмотки якоря обеспечи:вает получение напряжения, пропорционал ного величине N-1. На чертеже изображена схема соединения пластин обмо1ки якоря униполярной машины и положение этих пластин при вращении якор Предлагаемая униполярная электрическая машина содержит магнигную систему и якорь с обмоткой, выполненной из чередующихся токопроводящих I и диэлектрических 2 пласт Токопроводящие и диэлектрические пластины 1 и 2 имеют контакт со щетками 3, скользящими по их противоположным концам и образующими два ряда. Щетки 3 разных рядов, находящиеся соответственно на токопроводящнх и диэлектрических пластинах, соединены связями 4. Выводы 5 и 6 обмотки якоря присоединены к двум рядом находящимся щеткам 3 . Между выводами 5 и 6 имеются две пластины без щеток. Предлагаемая униполярная электрическая мащина работает следующим образом. При вращении якоря, в поле, созданном, например, катушкой возбуждения магнитной системы, в токопроводящих пластинах 1 индуктируется ЭДС одинакового направления. Благодаря связям 4, соединяющим щетки 3, расположенные на противоположных концах токопроводящих пластин 1 и диэлектрических 2, соответст венно, присоединению выводов обмотки якоря 5 и 6 к двум рядом находящимся щеткам 3, а также наличию между выводами 5 и 6 двух пластин без щеток токопроводящие пластины 1 образуют соединение, напряжение которого пропорционально N-1. Для того, чтобы между выводами 5 и 6 не возникло короткого замыкания, вследствие перекрития щеток 3 токопроводящей пластиной 1, достато но было бы оставить между ними одну пластину без щеток. Но при этом на выводах обмотки якоря получалось бы колеблющеесянапряжение, пропорциональное числу токопроводящих пластин 1, изменяющемуся от -тг ДО- -1. в предлагаемой униполярной электрической машине обмотка якоря представляет собой чередующиеся токопроводящие и диэлектрические пластины одинаковой ширины и схема соединения пластин позволяет получить напряжение пропорциональное N-1, поэтому в ней по сравнению с известной униполярной машиной в два раза уменьшено количество токопроводящих пластин обмотки якоря, которые заменены диэлектрическими пластинами, а это позволяет сделать вывод, что в предлагаемой униполярной машине якорь легче, чем в известной, а следовательно, в ней уменьшен маховый момент якоря. Известно, что электрические машины с меньшим маховым моментом, применяемые для привода валков реверсивных прокатных станов, по вышают их производительность, так как для их пуска, реверса и остановки требуется меньше времени. Формула изобретения Униполярная электрическая машина, содержащая магнитную систему и якорь с вьшодами обмотки, выполненной в виде N/2 токопроводящих пластин, контактирующих противоположными концами со щетками, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения махового момента якоря и увеличения напряжения, между токопроводящими пластинами, чередуясь с ними, размещены диэлектрические пластины такой же ширины, щетки установлены на N-2 рядом лежащих пластинах и между собой соединены на противоположных концах ближайших однородных пластин, каждый вывод обмотки якоря подсоединен к двум рядом находящимся щеткам, а между выводами расположены пластины без щеток. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Пиотровский Л. М. Электрические моменты М., 1963, с. 29. 2.Патент Австрии N 420016, кл. 110 в, 1971. ,