Электрическая машина постоянного тока с несимметричной двухходовой обмоткой якоря Советский патент 1982 года по МПК H02K23/40 

(5) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ПОСТОЯННОГО ТОКА С НЕСИММЕТРИЧНОЙ ДВУХХОДОВОЙ ОБМОТКОЙ

I

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для настрой ки коммутации электрических машин постоянного тока с двухходовой несимметричной обмоткой якоря, преимущест венно значительных мощности и габаритов при изготовлении, а также в процессе эксплуатации после их изготовления или ремонта.

Известна электрическая машина пос тоянного тока, содержащая /1корь с несимметричной двухходовой обмоткой, добавочные полюса и главные полюса, при этом последние снабжены наконечниками с пазами, в которых размещена компенсационная обмотка, закрепленная немагнитными клиньями. Наконечники главных полюсов выполнены из двух половин, смещенных вдоль окружности воздушного зазора от оси симметрии главного полюса. Раздвижка половин полюсных наконечников рекомендуется на величинуty, где t - зубцовое деление якоря 1 . ЯКОРЯ

Воздействие на основное магнитное поле в известном устройстве обеспечивает резкое снижение пульсации межламельного напряжения, что исклю чает опасность возникновения искрения щеток и положительно сказывается на коммутации.

Однако при этом уменьшается ширина зоныкоммутации, так как полюсные наконечники смещаются в сторону

10 добавочных полюсов, уменьшая тем самым межполюсное расстояние,определяющее ширину этой зоны. Таким образом, не всегда достигается улучшение коммутации машины.

15

Наиболее близкой к предлагаемой является электрическая машина посто янного тока с несимметричной двухходовой обмоткой якоря, содержащая индуктор с добавочными и главными

20 полюсами с полюсными наконечниками, в которых выполнены пазы, где размещена компенсационная обмотка, закрытая клиньями Г23. Недостатком ее является то,,мто вые шая гармоника поля наводит небалансную ЭДС в параллельных ходах обмотки якоря, вызывающую пульсацию межламельного напряжения якоря и ухудшает коммутацию электрической машины постоянного тока. Цель изобретения - улучшение ком мутации машины путем уменьшения выс шей гармоники магнитной индукции. Поставленная цель достигается те что пазы выполнены с шагом, равным половине периода п-й гармоники, где ,3,..., число пазов равняется «ittl, где ,2,3.. .п1, ось симметрии среднего паза совпадает с осью симметрии главного полюса, оси симметрии крайних пазов совмещены с краями главного полюса, а клинья выполнены магнитными и немагнитными, чередующимися между собой . При числе пазов, равном х +1, средний паз закрыт магнитным клином При числе пазов, равном средний паз закрыт немагнитным клином. На фиг, 1 изображена электрическая машина, разрез; на фиг. 2 картина основного магнитного поля в воздушном зазоре ЭМПТ. Предлагаемое устройство представ ляет собой электрическую машину пос тоянного тока, которая содержит яко 1с двухходовой обмоткой, главные полюса 2 с наконечниками 3 и добаво ные полюса . В наконечниках 3 главных полюсов 2выполнены пазы 5, в которых размещена компенсационная обмотка 6, закрепленная чередующимися немагнит ными 7 и магнитными 8 клиньями. На фиг. 2 представлены кривая 9 индукции основного магнитного поля, имеющая .в своем составе основную гармонику 10, высшую гармонику - си нусоиду 11, и синусоида 12 - составляющая поля компенсационной обмо ки 6, обусловленная зубчатостью наконечника 3 главного полюса 2, т.е. наличием пазов 5, закрытых немагнит ными 7 клиньями и находящаяся в про тивофазе с синусоидой П., При любой ширине полюсного наконечника 3 максимум высшей гармоники 11 всегда лежит на оси симметрии гл ного полюса 2, что обусловлено ее нечетным порядком. Следовательно, один паз для компенсационной обмотк 6выполнен таким образом, что его сь симметрии совпадает с осью симметрии главного полюса 2, Остальные пазы 5 расположены по обе стороны от указанного паза в местах максимумов высшей гармоники, т.е. с шагом, равным половине ее периода. Компенсационную обмотку 6 закрепляют в пазах 5, закрывая их клиньями 7 и. 8. Чередование немагнитных 7и магнитных 8 клиньев осуществляют следующим образом. Если направление магнитных потоков основного поля и высшей гармоники 11 совпадает, то в средний паз ставят немагнитный клин 7, если противоположно - магнитный 8, Благодаря указанному распределению компенсационной обмотки 6 и зубчатости наконечника 3 главного полюса 2, создают составляющую ма1- нитного поля компенсационной обмотки 6 (кривая 12J , равную по частоте и амплитуде высшей гармонике кривая 1 1) , но находящуюся в противофазе с ней. Указанное выполнение заявляемого устройства предусматривает выполнение пазов таким образом, что их оси симметрии проходят через максимумы высшей гармоники, В случае, когда наконечник главного полюса имеет пазов, где k выбрано из ряда натуральных чисел начиная с 1, по оси симметрии главного полюса направление магнитного потока высшей гармоники совпадает с направлением магнитного потока основного магнитного поля. Следовательно, для уменьшения высшей гармоники под серединой главного полюса паз закрывают немагнитным клином. Для гашения гармоники под всем главным полюсом установлены немагнитные клинья во всех., местах совпадения направлений магнитных потоков высшей гармоники с направлением основного ма1- нитного поля. В местах противоположных направлений указанных магнитных потоков пазы закрыты магнитными клиньями, так как в них не требуется уменьшать высшую гармонику. Таким образом, происходит чередование пазов, закрытых магнитными и немагнитными клиньями. В случае, когда наконечник главного полюса имеет к -1 пазов, по оси симметрии главного полюса направSление магнитного лотока высшей гарм НИКИ не совпадает с направлением ма нитного потока основного магнитного поля. Следовательно, гашение высшей гармоники под серединой главного по люса не требуется, и паз, ось симметрии которого совпадает с осью сим метрии главного полюса, закрыт магнитным клином. Под его соседними па зами направления магнитных потоков основного поля и высшей гармоники совпадают, поэтому для уменьшения последней эти пазы закрыты немагнитными клиньями. Указанное чередование магнитных и немагнитных клиньев обеспечивает такую зубчатость наконечника главного полюса, которая обусловливает создание высшей гармоники, частично или полностью гасящей высшую гармонику магнитной индукции в ЭМПТ. Иными словами, предлагаемая конструкция обеспечивает частичное или полное гашение высокочастотного тока, возникающего и протекающего в параллельных ходах двухходовой обмотки якоря, благодаря наличию ЭДС вращения, частота которой равна час тоте высшей гармоники. При этом щеточный контакт ЭМПТ разгружается от высокочастотного тока, что улучшает ее коммутацию. Кроме того, в предлагаемой конструкции нет смещения главных полюсов или смещения полюсных наконечников, поэтому межполюсное расстояние не изменяется, и ширина зоны .коммутации, составляющая обычно 5065 межполюсного расстояния, остается неизменной. 5 формула изобретения 1.Электрическая машина постоянного тока с несимметричной двухходовой обмоткой , содержащая индуктор с добавочными и главными полюсами с полюсными наконечниками, в которых выполнены пазы, где размещена компенсационная обмотка, закрытая клиньями, отличающая с я тем, что, с целью улучшения коммутации путем уменьшения высшей гармоники магнитмой индукции, пазы выполнены с шагом,равным половине периода п-й гармоники, где ,3,.,, число пазов равняется к±, где 2.3,...т, ось симметрии среднего паза совпадает с осью симметрии главного полюса, оси симметрии крайних пазов совмещены с краями главного полюса, а клинья выполнены магнитными и немагнитными, чередущимися между собой. 2.Электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что, при числе пазов, равном «к. +1, в среднем пазу размещен магнитный клин. 3.Электрическая машина Ъо п.1, отличающа.яся тем, что при числе пазов, равном -1, в среднем пазу размещен немагнитный« клин. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Ипатов П. М. Многоходовые обмотки якорей электрических машин постоянного тока. И-Л., Наука ; 1965, с. 14-15. 2.Костенко М.П. и Пиотровский Л.М. Электрическая машина. М-Л., 1957, с. 170.

Put.1

1риг.2