ЭЛЕКТРОМАШИННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ Советский патент 1949 года по МПК H02K23/20 

Изобретение относится к электромашинным усилителям типа генератора постоянного тока с коллекторным якорем, обмотка которого замкнута в нескольких точках для создания в ней многофазной системы токов, возбуждающих поперечное поле, и с магнитной системой статора, несущей как обмотку возбуждения так и компенсационную обмотку, обтекаемую током нагрузки.

Согласно изобретению, предлагается магнитную систему статора составлять из двух отдельных и рядом расположенных магнитопроводов, один из которых выполнен с неявно выраженными полюсами и несет равномерно распределенную компенсационную обмотку, а другой - с явно выраженными полюсами, несущими обмотки возбуждения.

Целью такого выполнения магнитной системы статора является устранение магнитной связи между обмоткой возбуждения и компенсационной обмоткой для повышения устойчивости работы машины.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого электромашинного усилителя; на фиг. 2 - схема расположения его основных частей.

Якорь машины, выполненный по типу якорей машин постоянного тока, с коллектором K₁ и обмоткой А-В вращается посторонним двигателем. Статор в аксиальном направлении состоит из двух самостоятельных частей.

Часть А обмотки, выполненная из листовой динамной стали, с равномерным воздушным зазором между поверхностью якоря и внутренней поверхностью статора, имеет в пазах распределенную компенсационную обмотку K. Последняя предназначена для компенсации реакции якоря при прохождении тока от щеток во внешнюю цепь нагрузки, подключенной к клеммам СД.

Другая часть В обмотки статора выполнена также из листовой динамной стали, но в виде явнополюсной системы, на полюсах которой расположена обмотка возбуждения m и обмотка обратной связи m1, предназначенная для усиления магнитного потока возбуждения или для повышения устойчивости. Полюсная система с обмотками m и m1, питаемыми постоянным током, повернута вокруг оси якоря на угол, несколько меньший 90 эл. градусов по отношению к неподвижной оси щеток d-d.

Симметрично расположенные точки а, b, с и т.д. обмотки якоря электрически замкнуты между собой, вследствие чего получается трехфазная или вообще n-фазная симметричная обмотка, фазы которой электрически замкнуты в n-угольник. При вращении якоря и возбуждении обмоток m и m1 в обмотке якоря охватываемой части статора будет генерироваться n-фазная система э.д.с. и обмотка будет обтекаться токами симметричной n-фазной системы. Вследствие этого образуется n-фазный, вращающийся относительно якоря, но неподвижный в пространстве магнитный поток, ось которого в силу повернутого положения магнитной системы В будет перпендикулярной к оси щеток d-d. Следовательно, между щетками d-d будет генерироваться э.д.с. постоянного тока и при подключении нагрузки по цепи якоря будет протекать постоянный ток.

При этом компенсационная обмотка K, соединенная последовательно со щетками d-d, будет компенсировать реакцию якоря в оси щеток d-d и улучшать коммутацию под щетками.

Ввиду того, что импеданц обмотки А-В якоря имеет малую величину, для возбуждения обмоток m и m1 потребуется небольшая мощность. К этому следует добавить, что реакция якоря на полюса с обмотками m и m₁ определяется лишь небольшой частью В обмотки А-В якоря.

Таким образом, отношение мощности выхода (клеммы СД - нагрузка) к мощности входа (обмотки m и m1), т.е. усиление мощности в машине будет значительным и во всяком случае не меньшим, чем в амплидине. Общая электромагнитная инерция (запаздывание) в предлагаемой машине должна быть не больше, чем в амплидине, так как постоянные времени обмоток m, m1, А-В, а также K малы.

Ввиду того, что обмотки управления m и m1 магнитно не связаны с компенсационной обмоткой K, устойчивость будет лучше, чем в амплидине. Дополнительным преимуществом предлагаемого усилителя является также отсутствие поперечных щеток.

Электромашинный усилитель по типу генератора постоянного тока с коллекторным якорем, обмотка которого замкнута в нескольких точках для создания в ней многофазной системы токов, возбуждающих поперечное поле, и с магнитной системой статора, несущей как обмотку возбуждения, так и компенсационную обмотку, обтекаемую током нагрузки, отличающийся тем, что магнитная система статора составлена из двух отдельных и рядом расположенных магнитодроводов, один из которых выполнен с неявно выраженными полюсами и несет равномерно распределенную компенсационную обмотку, а другой с явно выраженными полюсами, несущими обмотки возбуждения, с целью устранения магнитной связи между обмоткой возбуждения и компенсационной обмоткой - для повышения устойчивости машины.