Устройство улучшения коммутации коллекторных электрических машин с волновой обмоткой якоря Советский патент 1980 года по МПК H02K13/14 

1

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности, к средствам улучшения коммутации коллекторных электрических машин с волновой обмоткой якоря и регулируемой частотой вращения при питании их постоянным и пульсируюш;им напряжением.

Известны устройства для улучшения коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока, содержащие регулируемый источник питания, подключенный к основной или вспомогательной обмоткам дополнительных полюсов, функциональные элементы, датчики тока в якорной цепи, датчик частоты вращения и другие элементы .

В этих устройствах регулирование потока дополнительных полюсов осуществляется Б функции тока якоря, частоты вращения, величины магнитного потока и других величин, которые не в полной мере отражают условия коммутации. Сложность конструкции снижает надежность устройств.

Известно также устройство для улучшения коммутации машин постоянного тока с обмотками дополнительных полюсов, содержащее усилитель, основную или вспомогательную обмотки дополнитетьных полюсов, датчик тока и датчики напряжения на набегающем и сбегающем краях щетки 2. Регулирование потока дополнительных полюсов, осуществляющееся в функции напряжения на сбегающем и набегающем краях щетки с коррекцией по току якоря, происходит до тех пор, пока не будет получено значение, благоприятное с точки зрения коммутации.

В многополюсных машинах постоянного

10 тока с волновой обмоткой якоря коммутируемая секция замыкается накоротко двумя щетками и соединяющей их щиной, через которую протекает добавочный ток коммутации. В одной щетке добавочный ток коммутации будет совпадать с током параллельной ветви, а в другом будет направлен встречно. Плотность тока в щетках одинаковой полярности будет различной, и напряжение между набегающим и сбегающим краями какойлибо щетки в этом случае будет не в пол20 ной мере характеризовать условия коммутации на коллекторе.

Известно устройство для улучшения коммутации коллекторных электрических машин с волновой обмоткой якоря, где управляющие элементы выполнены в виде датчиков тока, которые установлены в цепи щеток одноименной полярности, а между датчиками тока и управляемым усилителем включен сумматор 3. С изменением параметров коммутируемого контура или режима работы машины изменяется величина добавочного тока коммутации, равенство токов в щетках одноименной полярности нарущается, на вход управляемого усилителя поступает сигнал, уровень которого зависит от направления и величины добавочного тока коммутации. Это справедливо для случая, когда сопротивление переходного контакта между коллектором и каждой из щеток одноименной полярности одинаково. В процессе эксплуатации электрической мащины равенство переходных сопротивлений может быть нарущено (прокидывание щеток, неравномерная структура щеточного материала и т. д.), что приведет к неравенству токов, протекающих через щетки одноименной полярности при оптимальной коммутации. Появится сигнал на входе усилителя, который подпиткой или отпиткой обмоток дополнительных полюсов уравняет токи щеток одноименной полярности. Однако характер коммутации при этом будет отличен от оптимального, что вызовет неравномерное распределение плотности тока под каждой из щеток одноименной полярности и, как следствие, искрение. Целью изобретения является повышение точности и стабильности настройки коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока на середину безыскровой зоны. Поставленная цель достигается включением на вход управляемого усилителя, подключенного к основной или вспомогательной обмоткам, дополнительных полюсов, датчика добавочного тока коммутации, выполненного в виде вспомогательных щеток, установленных рядом с рабочими щетками одноименной полярности. На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из управляемого усилителя 1, подключенного к обмотке 2 дополнительных полюсов, В качестве управляемого усилителя может быть применен полупроводниковый или магнитный усилитель. Для получения сигнала, пропорциональ ного добавочному току коммутации, рядом с рабочими щетками 3, 4 установлены вспомогательные щетки 5, 6 с щеточным перекрытием меньше единицы. Эти щетки могут быть установлены или строго на геометрической нейтрали, или одна вспомогательная щетка может быть смещена в сторону набегающего края рабочей щетки, а другая - в сторону сбегающего края второй рабочей щетки одноименной полярности. Управляемый усилитель 1 настраивается таким образом, чтобы ток, протекающий через обмотку 2 дополнительных полюсов, соответствовал настройке мащины на середину безыскровой зоны. С изменением параметров коммутируемого контура или режима работы мащины изменяется величина добавочного тока коммутации, на вход управляемого усилителя 1 с входным сопротивлением, много больщим переходного сопротивления контакта вспомогательная щетка (5, 6) - коллектор, поступает сигнал, уровень которого зависит от величины и направления добавочного тока коммутации. Изменяется величина тока, протекающего по обмотке 2 дополнительных полюсов и регулирование происходит до тех пор, пока настройка коммутации не будет соответствовать середине безыскровой зоны. Описываемое устройство для улучшения коммутации коллекторных электрических мащин с волновой обмоткой якоря путем отпитки дополнительных полюсов током, пропорциональным добавочному току коммутации, обеспечивает точную и стабильную настройку дополнительных полюсов на середину безыскровой зоны при изменении параметров коммутируемого контура и режима работы мащины. Формула изобретения Устройство улучшения коммутации коллекторных электрических мащин с волновой обмоткой якоря, содержащее управляемый усилитель, подключенный к обмотке дополнительных полюсов, датчики тока, подключенные на вход усилителя, и рабочие щетки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности настройки коммутации на середину безыскровой зоны, датчики тока выполнены в виде двух вспомогательных щеток, установленных рядом с рабочими щетками одноименной полярности. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 248048, кл. Н 02 К 13/14, 1967. 2.Патент ФРГ № 1200930, кл. 21 d 28, 1965. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2493614/07, по которой принято рещение о выдаче авторского свидетельства.