Электрическая машина постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК H02K13/14 

Изобретение относится к электротехни ке, в частности к электрическим машинам постояинрго тока с вентипьно-механической коммутацией (ВМК) реверсивного исполнения, Известны электрические машины постоянного тока с ВМК, содержащие р-ппе-/ реходы в цепи коллекторных пластин i Недостаток этой схемы состоит в том, что полупроводники, включенные последовательно между коллекторными пластинами и секциями обмотки якоря, должны быть рассчитаны на полный рабочий ток якоря, что приводит к увеличению его габаритов в целом. В МОЕШЫХ машинах, по Конструктивным соображениям, такое подключение р- h переходов иа-за больших их габаритов неоправдано н не всегда осуществимо. Наиболее близкой к изобретения по тех нической сущности и Достигаемому результату является машина с ВМК, содержащая индуктор, якорь с обмоткой, соединённой с основными пластинами коллектора, две дополнительные пластины, длина каждой из которых в два раза меньше в аксиальном направлении длины основных пластин. Дополнительные пластины соединены с соседней основной пластиной через переходы. Дполнительные пластины и Щетки установлены со сдвигом в аксиальном направлении на половину длины активной части пластин 2. Ощгако при реверсивном исполнении этой электрической машины в коллекторе между основными пластинами устанавливаются по две пары дополнительных плаотин, что приводит к увеличению габари тов коллектора и, как следствие, к сниж&нию его МОНОЛИТНОСТИ и к увеличению иэноса щеток. Цель изобретения - расширение области применения машины с одной парой допол- . нительньЕХ пластин, установленных между основными пластинами. Поставленная цель достигается тем, что в электрической машине постоянного тока с ВМК, содержащей иицуктор, якорь с обмоткой, соединенной с основнык{н плас тинами коллектора и парами дополпительньк пластин, одина каждой из которь Х в два раза меньше в аксиальном направле нии длины основной пластины, установлен- ных между основными пластинами, причем одна дополнительная пластина каждой пары соединена с ооной соседней основной пластиной через вентиль, включенный в проводящем направлении от цопсттаитель ной пластины к основной, а другая дополнительная пластина соединена с той же основной пластиной через вентиль, включенный в проводящем направлении от основной пластины к дополнительной, и щетки, установленными to сдвигом в аксиальном направлении на половину длины активной части основных пластин, меж ду основными и дополнительными пластинами включены дополнительные вентили, причем одна дополнительная пластина каж дой пары соединена с другой сосеш1ей рс .новной пластиной через дополнительный вентиль, включенный в проводящем направлении от дополнительной пластины к основной, а другая Дополнительная пласти на соединена с той же основной пластиной через вентиль, включенный в провоД5пцем направлении от основной пластины, к дополнительной. На фиг. 1 представлена конструктивная схема предаоженного коллектора на примере петлевой обмотки якоря| на фиг, 2 - схема щеточно-коллекторного узла, поясн5пощая принцип работы машины Основная коллекторная пластина 1 , и разрезные и ийолированные друг от др га дополнительные пластины 2 соединены через электрические вентили (р- п переходы) 3-18. Вентили соединены таким г образом, что при любом вращении якоря они включены по направлению рабочего тока якоря . При этом работают одновременно, в зависимости от направления вращения якоря, либо четные, либо нечетные. Щетка положительной полярности 19 (фиг. 2) передвигается из исходного положения в указанном направлении. В момент времени, когда передний край щетки набегает на дополнительную пластину 2, поц воздействием ЭДС коммутации в дополнительной пластине начинается нарастание тока нагрузки. При этом вентиль 3, зйи1унтированный щеткой, в работе не умствует и ток нагрузки проходит через вентиль 4 из дополнительной пластины в основную пластину 2О. 7 64 В момент, когда передний край щетки набежит на основную пластину 20, оба вентиля 3 и 4 оказываются зашунтиро- ванными щеткой и процесс коммутациии .-. практически происходит аналогично обычной коллекторной машине, В момент, когда сбегающий край щетки сойдет с основной пластины 1, искрение не возникаеТ( так как ток коммутации г проходит через открытый вентиль 3. Дополнительные полтоса настраивают. СИ на умеренно-ускоренную коммутацию так, чтобы вентиль 3 закрылся несколько раньше, чем дополнительная пластина выйдет из-под сбегающего края щетки, обеопечивая тем самым безыскровую коммута- цию.. При перемене направления вращения процесс коммутации происходит аналогичн но описанному с той разницей, что очередность работы вентилей изменяется на обратную. Вентили для упрощения монтажа и для уменьшения их габаритов могут изготов- ляться спаренными (четный, с нечетным) с тремя вьтодами в соответствии со схе-. мой соединения (фиг. 1). Дополнительные пластины, работающие только в завершающей стадии комму-, тации, загружены i в сравнении с основ- ными пластинами машины на 10-15% от тока основных пЛастин.. Кроме того, Р переходы работают в импульсном режиме. Учитывая эту особенность, зквивалентный ток р-Г| переходов в предлагаемой конструкции коллектора в сотни раз ниже нормального тока машины, что позволяет выполнять р- п переходы малогабаритными. Данная схема ВМК обеспечивает безыскровую коммутацию в широком диапазоне скоростей и нагрузок, позволяет умень число пластин и диаметр коллектора и, как следствие, повысить его монолирность, снизить окружную скорость и уменьшить износ щеток. Формула изобретения Электрическая машина постоянного тока с вентильно-механической коммутацией, содержащая индуктор, якорь с обмоткой, соединенной с основными пластютами кол лектора и парами дополнительных пластин, длина которых в аксиальном направлении в два раза меньше длины основных пластин, установленных между основными пластинами, причем одна дополнительная . пластина каждой пары соединена с одной соседней основной пластшюй через вентиль, включенный в проводящем направлении от дополнительной пластины к основной, а другая дополнительная пластина соединена с той же основной пластиной через вентиль, включенный в проводящем направлении от основной пластины к дополнительной, и щетки, установленные со сдвигом в аксиальном направлении на поло вину длины активной части основных плаотин, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения, электрическая машина снабжена дополнительными вентилями, включенными между основными и дополнительными плаотинами, причем одна дополнительная плао тина каждой пары соединена с другой соседней основной пластиной через дополнительный вентиль, включенный в проводящем направлении от дополнительной т пластины к основной, а другая дополнительная пластина соединена с той же ооновной пластиной через вентиль, включенг ный в провошйцем направлении от основ- , ной пластины к дополнительной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Германий МЬ 664519, кл. 210139, 1938. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2470547/24-О7, кл. Н 02 К 13/14, 1977.

и /2

АЛ Э Ik 1 16 16

ЛЛ

ДА

ДА

UQ.i 48

.k