Устройство для улучшения коммутации коллекторных электрических машин Советский патент 1982 года по МПК H02K13/14 

1

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к средствам улучшения коммутации коллекторных электрических машин с регулируемой частотой вращения при пита-г НИИ их постоянным и пульсирующим напряжением.

Известны устройства для улучшения коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока, содержащие регулируемый источник питания, подключенный к основной или вспомогательной обмотке дополнительных полюсов, функциональные элементы, датчики тока в якорной цепи, датчик частоты вращения и другие элементы tl 1.

В этих устройствах регулирование потока дополнительных полюсов осуществляется в 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 обь.отками дополнительных полюсов, содержащее усилитель, основную или вспомогательную обмотки дополнительных полюсов, датчик тока и датчики напряжения на набегающем и сбегающем краях щетки. Регулирова10ние потока дополнительных полюсов, осуществляющееся в функции напряжения под сбегающим и набегающим краями и щетки с коррекцией по току якоря, происходит до тех пор, пока

15 не будет получено значение, благое приятное с точки зрения коммутации 2.

В многополюсных машинах постоянного тока с, волновой обмоткой якоря коммутируемая секция замыкается накоротко двумя щетками и соединяющей их шиной, через которые протекает добавочный ток коммутации. В одной щетке добавочнай ток коммутации.сов падает с током параллельной ветви, в другой направлен встречно. Плотность тока в щетках одинаковой полярности различна, и напряжение меж ду набегающим и сбегающим краям какой-либо щетки в этом случае не & полной мере характеризует у .ловия коммутации на коллекторе. Известно также устройство для улучшения коммутации коллекторных электрических машин с волновой обмоткой якоря, где управляющиеэлементы выполнены в виде датчиков тока, которые установлены в цепи щето одноимённой полярностн, а между дат чиками тока и управляемым усилителем включен сумматор 31С изменением параметров коммутир емого контура или режима работы машины изменяется величина добавочного тока коммутации, равенство токов в щетках одноименной полярности нарушается, на вход управляемого усилителя поступает сигнал, уровень которого зависит от направления и величины добавочного тока коммутации. Это справедливо для слу чая, когда сопротивление переходног контакта между коллектором и каждой из щеток одноименной полярносйги оди наково. 8 процессе эксплуатации электрической машины равенство пере ходнУх сопротивлений может быть нарушено (опрокидывание щеток, неравномерная структура щеточного материала и т.д.), что приводит к неравенству токов, протекающих через щетки одноименной полярности при оп тимальной коммутации. Появляется сигнал на входе усилителя, который подпиткой или отпиткой обмоток дополнительных полюсов, уравнивает токи щеток одноименной полярности. Однако характер коммутации при этом отличен от оптимального, что вызыва неравномерное распределение плотнос ти тока под каждой из, щеток одноименной полярности и, как следствие искрение. Наиболее близким к предлагаемому является устройство улучшения коммутации коллекторных электрических машин с волновой обмоткой якоря, где управляющие элементы выполнены в виде вспомогательных щеток, установленных рядом с рабочими щетками одноименной полярности Д t 1 Это устройство путем отпитки дополнительных полюсов током, пропорциональным добавочному току коммутации, обеспечивает настройку дополнительных полюсов на середину безыскровой зоны при изменении параметров коммутируемого контура и режима работы машины только с волновой обмоткой Я коря. Цел1. изобретения - повышение точности и стабильности автоматической яастройки коммутации на середину безыск|ровой Зины. Поставленная цель достигается тем, что устройство для улучшения коммутации коллекторных электрических машин, секции обмотки якоря которого подключены к коллекторной пластине, содержащее управляемый усилитель, подключенный к обмоткам дополнительных полюсов, и управляющий элемент, в качестве управляющего элемента содержит датчик добавочного тока коммутации, выполненный в виде вспомогательной секции, уложенный рядом с основной секцией обмотки якоря, начала основной и вспомогательной секций присоединены к одной коллекторной пластине, а конец вспомогательной секции и оптика от конца основной секции подключены через контактные кольца ко входу управляемого усилителя, шунтирующего обмотку дополнительных полюсов. На фиг.1 показана схема укладки и электрические соединения; на фиг.2 - блок схема устройства для улучшения коммутации коллекторных электрических машин. Вспомогательная секция 1 размещена рядом с секцией обмотки якоря 2, завершающей процесс коммутации. Один конец вспомогательной секции 1 электрически соединен с секцией обмотки якоря 2 и подсоединен к общей коллекторной пластине 3. Другой конец вспомогательной секции 1 присоединен к контактному кольцу k. Отпайка от конца основной секции подключена к другому контактному кольцу 5. Сигнал с колец и 5 поступает на вход . управляемого усилителя 6. Датчик добавочного тока коммутации, выполненный в виде вспомогательной секции 1, присоединён ко входу управляемого усилителя 6, а выход последнего подключен параллельно основной обмотке дополнительных полюсов 7 или вспомогательной, уло-i

женной рядом с основной обмоткой дополнительных полюсов.

Управляемый усилитель 6 настраивается таким образом, чтобы Ток, протекающий через обмотку дополнительных полюсов 7, соответствовал настройке машины на середину безыскровой зоны. С изменением параметро коммутируемого контура или режима работы машины изменяется уровень и форма сигнала пропорционального добавочному току коммутации (отражающегс характер коммутации), с вспомогательной секции 1 поступае на вход управляемого усилителя 6. Изменяется величина тока, протекающего по обмотке дополнительных полюсов 7, и регулирование происходит до тех пор, пока настройка коммутации не будет соответствовать середине безыскровой зоны.

Описываемое устройство для улучшения коммутации коллекторных электрических машин путем отпитки дополнительных полюсов током, пропорциональным добавочному току коммутации, обеспечивает точную и стабильную настройку дополнительных полюсов на середину безыскоровой зоны при изменении режима работы параметров коммутируемого контура машины с любым типом обмотки якоря. Формула изобретения

Устройство для улучшения коммутации коллекторных электрических машин, секции обмотки якоря которого подключены к коллекторной пластине,содержащее управляемый усилитель, подключенный к обмоткам дополнительных полюсов, и управляющий элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и стабильности автоматической настройки коммутации на середину безыскровой зоны, вкачестве управляющего элемента применен датчик добавочного тока коммутации, выполненный в виде вспомогательнойсекции, уложенной рядом с основной секцией обмотки якоря, начала основной и вспомогательной секций присоединены к одной коллекторной пластине, а конец вспомогательнойсекции и отпайка от конца основной секции подключены через контактные кольца к входу управляемого усилителя, шунтирующего обмотку дополнительных полюсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР (Г 1«63200, кл. Н 02 К 23/28, 1975.

2.Патент. ФРГ N 1200930, кл. 21 428, 1965..

3.Авторское свидетельство СССР 1Г 63071, кл. Н 02 К и/Й, 1977.

Ц. Авторское свидетельство СССР ff 771808, кл. Н 02 К 13/1, 1978 (прототип).

v

Vn

Фи1.1

фиг.г