Коллекторная электрическая машина переменного тока Советский патент 1982 года по МПК H02K13/14 

(St) КОЛЛЕКТОРНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА

Изобретение относится к коллекто р ным машинам переменного тока, а боле конкретно к устройствам и схемам для токосъема, конструктивно сопряженными с электрическими машинами, обес печивающими улучшение коммутации, на пример, путем использования элемен-. тов с одно- или двухнаправленной проводимостью. Известна коллекторная электрическая машина переменного тока с вентильно-механической коммутацией, содержащая статор, ротор, коллектор, главную щетку, две силовые дополнительные щетки, расположенные соответственно с набегающего и сбегающего краев главной щетки и соединенные с нею через силовые выводы симметричных тиристоров, управляющие элект роды которых соединены через резистор, с управляющими дополнительными щетками и реверсивный переключатель 1. Недостатком известного устройства является то, что для коммутации требуется дополнительное устройство управления, усложняющее устройство коммутации реверсивной машины. Цель изобретения - улучшение коммутации электрической коллекторной реверсивной машины. Поставленная цель достигается тем, что между главной и силовыми дополнительными щетками введены дополнительные управляющие щетки, установленные изолированно от указанных щеток, причем силовые дополнительные щетки и управляющие дополнительные щетки смещены относительно главной щетки и относительно друг друга в межщеточном пространстве в поперечном и продольном направлениях, а управляющие дополнительные щетки соединены с управляющим электродом симметричных тиристоров через дополнительно введенный переключатель, соединенный с реверсивным переключателем. На фмг. 1 изображено предлагае.мое устройство; на фиг. 2 и 3 то же, разрез. Коллекторная электрическая машина переменного тока содержит статор и ротор (не показаны с коллектором 1, искрогасительные элементы, состоящие из симмистора 2 с резистором 3 в его управляющей цепи, разделенную изоляцией и силовую дополнительную щетку 5 от первой управляющей дополнительной щетки 6, скользящих по коллектору, состоящего из изо ляционных пластин 7 и токопроводящих пластин 8 и расположенных с набегающего края главной щетки 9, соединенной с силовой дополнительной щеткой 5, через силовые выводы симмистора. Симмистор 10 и резистор 11 составляют искрогасящий элемент сбегающего края главной щетки 9- Резистор 11 соединен с первой управляющей дополнительной щеткой 12, изолированной изоляцией 13 от силовой дополнительной щетки 14, соединенной с главной щеткой 9 через силовые выводы симмистора 10. Через переключатель 15 резистор 3 соединен с первой управляющей дополнительной щеткой 6, изолированной от главной щетки 9 изоляцией 1б через переключатель 13 резис тор 11 соединен с первой управляющей дополнительной щеткой 12. Переключатели 15 и 17 составляют часть состав -ного переключателя управляющих щеток соединенного с главным переключателем (не показан), осуществляющий реверсивное переключение, с возможностью их синхронного переключения. Стрелкой (фиг. 1) показано вращение коллектора, которое осуществляется против часовой стрелки. Все элемент искрогашения, находищиеся справа от центра главной и1етки 9, относятся к набегающему краю, а находящиеся слева - к сбегающему краю главной щетки 9. Вторая управляющая дополнитель ная щетка 18 изолирована изоляцией 19 от главной щетки 9 вместе с перво управляющей дополнительной щеткой 14 и от силовой дополнительной щетки 14 и соответственно от первой управляющей дополнительной щетки 12. Ширина Е изоляционной пластины 6, должна быть больше расстояния между удаленными краями силовой дополнительной щетки и соответствующим противополож ным краем управляющей дополнительной щетки. Например, ширина больше чем расстояние между удаленным краем силовой дополнительной щетки 14 и противоположным краем первой управляющей дополнительной щетки 12 с тем, что между нею и краем главной щетки 9 помещена изоляция (фиг. 2). Причем ширина f изоляции между второй управляющей дополнительной щеткой меньше ширины 22) между первой управляющей дополнительной щеткой 11 и краем силовой дополнительной щетки 1, расположенных со сбегающего края (в дан о случае) и соответственно противоположны для набегающего края. Однако, управляющие и силовая дополнительные щетки могут быть расположены как показано на фиг. 3, что позволит увеличить размеры дополнительных щеток , улучшит их работу и увеличит скорость вращения ротора. При этом необходимо соблюдать условие, при котором расстояние между краем главной щетки 9 до удаленного края силовой дополнительной щетки 5 было бы меньше ширины (д. изоляционной пластины 7 коллектора, а удаленный от главной щетки 9 край первой управляющей дополнительной щетки 6 был бы удален на расстояние Eg большее, чем расстояние между главной 9 и второй дополнительной управляющей щеткой 20. но меньше, чем расстояние между силовой 5 и главной щеткой. Первые управляющие дополнительные щетки 6 и 12 осуществляют улучшение коммутации при вращении ротора по стрелке, т.е. против часовой стрелки. Вторые управляющие дополнительные щетки 18 и 20 улучшают коммутацию при вращении ротора по часовой стрелке и максимальной скорости вращения ротора. Примем время контактирования сбегающей силовой дополнительной щетки 14 при разомкнутой первой управляющей дополнительной щетке 12 было бы больше одного полупериода переменного тока, т.е. больше времени закрывания симмистора 10. При вращении коллектора против часовой стрелки первая соприкасается со следующей токопроводящей коллекторной пластиной 7 силовая дополнительная щетка 5- Так как симмистор 2 закрыт, то искры или электрической дуги в месте контактирования не возникнет, затем с той же пластиной 7 замкнется первая управляющая дополнительная щетка 6. Из-за большого сопротивления резистора 3, а затем шунтировагия открывшимся симмистором 2 искра или дуга не возникает в месте их контактирования. При сбегаНИИ с предыдущей токопроводящей пластины 7 первой сбегает главная щетка 9. Симмистор 10 открывается так как дополнительные щетки 12 и 1 еще замкнуты с предыдущей токопроводящей коллекторной пластиной. Размыкание сбегающего края главной щетки 9 происходит при открывшемся тиристоре 10, поэтому в месте разрыва дуги или искры не происходит. Для увеличения скорости вращения расстояние между главной щеткой 9 и управляющей дополнительной щеткой для сбегающего края выбрано меньшим, чем для набегающего. Однако при вращении ротора в противоположном направлении и максимальной скорости его вращения нарушается безыскровая коммутация, т.е. нарушается режим коммутации тиристоров. Для улучшения коммутации реверсивной коллекторной электрической машины переменного тока вводятся вторые управляющие дополнительные щетки 18 и 20, смещенные относительно первым управляющим дополнительным щеткам 6 и 12, таким образом, что удаленный край одной щетки удален от края главной щетки 9 на р асстояние большее, чем для второй 2 , т.е. одна щетка 6 (фиг. 3) используется для набегающего края, а вторая 20 - для .сбегающего края, соединенные с управляющим электродом тиристора через переключатель 15, синхронно переключаемый с главным реверсивным переключателем машины. Это позволяет осуществить безысковую коммутацию при реверсе машины.

Устройство может найти применение в реверсивных коллекторных электри ческих машинах переменного тока.

Формула изобретения

Коллекторная электрическая машина переменного тока с вентильно-механической коммутацией, содержащая статор, ротор, коллектор, главную щетку, две силовые дополнительные щетки, расположенные с набегающего и сбегающего краев главной щетки и соединенные с нею через силовые выводы симмисторов,управляющие электроды которых соединены через резистор с управляющими дополнительными щетками, и реверсивный переключатель, о т личающаяся тем, что, с целью улучшения коммутации электрической коллекторной реверсивной машины, между главной и силовыми дополнительными щетками введены дополнительные управляющие щетки, установленные изолированно от указанных щеток, причем силовая дополнительная щетка и управляющая дополнительная щетка смещены относительно главной щетки и относительно друг друга в межщеточном пространстве в поперечном и продольном направлениях, а управляющие дополнительные щетки соединены с управляющим электродом симмисторов через дополнительно введенный переключатель, соединенный с реверсивным переключателем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

10 ff

f4J