Электродвигатель пульсирующегоНАпРяжЕНия Советский патент 1981 года по МПК H02K25/00 

(54) ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ

Предлагаемое изобретение относится к электродвигателям постоянного тока, питаемых от тиристорных преобразовате лей - двигателям пульсирующего напряжения . Известны двигатели пульсирующего тока, в цепи которых имеется сглажившощее устройство (реактор) , снижающее пульсацию напряжения на самой машине. В двигателях пульсирующего тока последовательного возбуждения обмотка главных полюсов шунтируется неотключаемым активным сопротивлением, в которое ответвляются порядка 15,% постоянной составляющей тока возбуждения и почти вся переменная составляющая тока, чем снижаются до малых значений пульсации тока возбуждения и потока главных полюсов J. Однако наличие сглаживаюпщх уст- . ройств, как правило индуктивных-реакторов, приводит к установке дополни тельных устройств по защите в том же исполнении что и двигатель (закрытое. взрывонепроницаемое)и к увеличению габаритов всей установки. Шунтированию обмоток главных полюсов неотключаемым активным сопротивлением присущи эти же недостатки, а дополнительное ответвление постоянной составляющей тока приводит к уменьшению КПД всей уста-новки. Эти недостатки особенно существенны для двигателей взрывонепроницаеМО го исполнения. Кроме того, при обеспечении хороших условий для проведения в машине переменных составляющих потоков необходимо выполнить расслоение стали статора и ввести специальные шихтованные мостики, что приводит к значительньм усложнениям конструкции и удорожанию мащины. Двигатели пускового напряжения подключаются непосредственно к выпрямителю и к его обмоткам приложены полностью все переменные составляющие выпрямленного напряжения. Переменная составляющая тока ограничивается только индуктивным сопротивлением обмоток

самой машины и переменной составляю- щей противоэлектродвижущей силой вращения якоря.

Двигатели пульсирующего напряжения всегда выполняются с последовательным возбуждением, имеют значительную пульсацию тока возбуждения и главного потока, а обмотки главных и дополнительных полюсов шунтируются общим неотключенным активным сопротивлением.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту являются двигатели пульсирующего напряжения, в которых, с целью уменьшения пульсации основного потока используют короткозамкнутые витки, установленные на наконечниках главных полюсов 2.

К общим недостаткам обоих типов двигателей относится то, что пуль сация магнитного потока приводит к возрастанию тепловых потерь в стали и добавочных магнитных потоков., которые расположены по всей машине и приводят к повышенному нагреву всей машины и отдельных ее частей (элементов) , а к yxyдшe iию коммутации, увеличению вибрации и шума машины.

Цель изобретения - уменьшение пульсаций потока, улучше1ше коммутации и улучшение охлаждения.

Указанная цель достигается тем, что короткозамкнутые витки охватывают по всему периметру катушки главных полюсов .

Кроме того, короткозамкнутые витки выполнены в виде полых электрически соединенных труб.

На фиг. 1 изображена часть двигателя с короткозамкнутым витком; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

В корпусе двигателя 1 помещен якорь 2 на сердечнике главного ползоса 3 расположена электрическая катушка 4, изолирЪванная диэлектриком 5. Поверх изоляции на катушку наложен полый короткозамкнутый виток 6. Б месте контакта сторон витка 7 обеспечен хороший электрический контакт (пайка, сварка). По короткозамкнутым виткам nojuocoB протекает внешний охлаждающий агент, а также витки могут быть выполнехш тепловой трубой вьшеденной из корпуса в теплообменник (фиг. 1 и 2).

При неполой конструкции короткозамкнутый виток образует замкнутое кольцо в теплообменнике с обеспеченн

ем хорошего электрического контакта в месте замыкания кольца.

Таким образом, в двигателе имеем две индуктивносвязанные цепи: катушки возбуждения 4 и короткозамкнутый виток 6.

При питании двигателя от тиристорного преобразователя, по катушкам возбуждения протекает импульсный ток, а по закону электромагнитной .индукции .всякое изменение тока в одной из таких цепей 4 влечет изменение потока, пронизывающего вторую цепь 6 и появление в ней индуктированной электродвижущей силы (ЭДС) такого напряжения, что обусловленный ею ток противодействует изменению магнитного потока, вызвавшего эту ЭДС. Поэтому протекающий по катушкам возбуждения 4 пульсирующий ток вызывает пульсацию основного магнитного потока в сердечниках главных полюсов 3, которая в свою очередь приводит к появлению в короткозамкнутом витке 6 взаимоиндукции, обусловленной взаимной индуктивностью катушки возбуждения 4 и короткозамкнутого витка 6. Взаимодействие магнитного потока созданного током короткозамкнутого витка 6 (протекающего под действием ЭДС взаимоиндукции) с основным магнитным потоком, созданным обмоткой возбуждения 4 приво-. дит к сглаживанию пульсаций основного магнитного потока.

Катушка возбуждения 4 и короткозамкнутые витки 6 расположены соосно к оси сердечников 3, поэтому полный создаваемый катушками магнитный поток (исключая поток рассеивания) охвачен короткозамкнутым витком, т.е. по взаимном положению катугиек и витков обеспечено условие максимальной взаимной индукции.

Протекаюший ток создает в короткозамкнутом витке дополнительные тепловые потери. Для отвода этого, сконцентрированного в витке тепла из двига-. теля, по внутреннему каналу витка проходит внешний охлаждающий агент.

Введе5те в двигатель пульсирующего напряжения короткозамкнутого витка позволяет, ограничив пульсации магнитного потока, улучшить коммутацию двигателей, уменьгш1ть нагрев, вибрации и шум двигателей, особенно при работе двигателя в протяженной сети обладающей собственной индуктивностью. ,Это позволяет отказаться от сглаживаюших устройств в сети и шунтируюших активных сопротивлений, уменьшить габариты и повысить КПД установки, что особенно проявляется для двигатв лей взрывонепроницаемого (взрывобезопасного) исполнения, а также упростить конструкцию двигателя, исключив расслоение (шихтовку) стали статора и специальные шихтованные мостики, что приводит к увеличению КПД и уменьшению габаритного размера двигателей. Формула изобретения 1. Электродвигатель пульсирующего напряжения, содержащий.корпус, якорь, сердечники главных полюсов с катушками изолированными от сердечршка, снабжен ных короткозамкнутыми витками, выпол88 -6 ненными из немагнитного проводящего материала, отличающийся тем, что, с целью уменьшения пульсаций потока и улучшения коммутации, указанные короткозамкнутые витки охватывают всему периметру катушки главных по полюсов. 2. Электродвигатель по п. 1, о т личающийся тем, что, с целью улучшения охлаждения, короткозамкнутые витки :вьшолнены в виде полых электрически соедииеннык т{)уб. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Скобелев В.Е. Двигатели импульсного тока. Л., Энергия, 1968, с. 25-26. 2. Авторское свидетельство СССР 119230, кл. Н 02 К 25/00, 1958. .