Vynález se týká pomocného pólu stejnosměrného elektrického stroje točivého s magnetickým obvodem složeným z plechů.The invention relates to an auxiliary pole of a DC electric machine rotating with a magnetic circuit composed of sheets.
Komutační póly umožňují dobrou komutaci při proměnném zatížení nebo měnící se otáčivé rychlosti stroje, kde by bez komutačních pólů bylo pro chod bez jisker vždy třeba znovu natáčet kartáče. Vinutí pomocných pólů protékané proudem kotvy dává magnetomotorickou sílu, která jednak vytvoří pod pomocným pólem komutační pole, jednak kompenzuje magnetomotorickou sílu vinutí kotvy v oblasti pod pomocným pólem. Při rychlých změnách proudu v přechodných stavech, jak je tomu zejména u regulačních pohonů, nebo při napájení zvlněným proudem z usměrňovačů indukují se v pomocných pólech, které jsou běžně vyráběné z plného materiálu, vířivé proudy způsobující zpožďování toku pomocných pólů za proudem kotvy a tím dochází ke zhoršování komutace těchto strojů. Proto se stroje pracující za výše uvedených provozních podmínek navrhují v celolistěném provedení, u nichž jsou jak hlavní póly, tak i statorové jho a pomocné póly složené z dynamoplechů. Avšak stejně jako je tomu u pomocných pólů z plného materiálu, i v případě pomocných pólů složených z plechů běžným způsobem, tedy skládaných v radiálním směru stroje, se negativně projevuje působení rozptylového toku vytvořeného proudovým obsahem komutující cívky v drážce pod pomocným pólem a uzavírajícího se přes nástavec pomocného pólu. Tento tok zvyšuje reaktanční napětí, které nepříznivě ovlivňuje komutaci stroje.The commutating poles allow good commutation at varying loads or varying rotational speeds of the machine, where, without commutating poles, the brushes would always have to be rotated again for spark-free operation. The winding of the auxiliary poles flowing through the armature current gives a magnetomotor force which, on the one hand, creates a commutation field below the auxiliary pole and, on the other hand, compensates for the magnetomotor force of the armature winding in the region below the auxiliary pole. In the case of rapid current changes in transient states, especially in the case of control drives, or in the case of a waveguide current from the rectifiers, eddy currents are induced in the auxiliary poles, which are normally made of solid material, causing the auxiliary poles to delay after the armature current. to deteriorate the commutation of these machines. Therefore, the machines operating under the above-mentioned operating conditions are designed in a full-leaf design in which both the main poles as well as the stator yoke and the auxiliary poles are composed of dynamo sheets. However, as is the case with solid-state auxiliary poles, in the case of sheet metal auxiliary poles in the conventional manner, i.e. folded in the radial direction of the machine, the scattering flow generated by the commutating current flow in the groove below the auxiliary pole auxiliary pole extension. This flow increases the reactance voltage, which adversely affects the commutation of the machine.
Tento nedostatek odstraňuje pomocný pól podle vynálezu tím, že nástavec pólu je složený z tenkých izolovaných feromagnetických plechů skládaných v axiálním směru stroje. Takto vytvořený nástavec pomocného pólu dovoluje průchod magnetického toku buzeného vinutím pomocných pólů, avšak zabraňuje nejen indukování vířivých proudů, buzených změnou magnetického toku pomocného pólu, ale tvoří i překážku rozptylovému toku vytvořeném proudovým obsahem drážky a uzavírající se přes nástavec pomocného pólu. Tomuto působení dále napomáhají vložky z nemagnetického materiálu, elektricky vodivé či izolující, které zvyšují magnetický odpor napříč nástavcem. Působením časově proměnného výše uvedeného rozptylového toku se jednak v plechách nástavce, a zejména pak ve vložkách z elektricky vodivého materiálu, indukují vířivé proudy, které tento rozptylový tok značně tlumí. Tím se snižuje reaktanční napětí, což přispívá ke zlepšení komutace. Vzhledem k uspořádání a rozměrům vložek je naopak zanedbatelné působení vířivých proudů indukovaných změnami vlastního magnetického toku pomocných pólů na tento tok. Vhodným rozmístěním nemagnetických vložek v nástavci je mož202802 no dle potřeby též ovlivnit průběh magnetické indukce ve vzduchové mezeře pod pomocnými póly. Zvýšením počtu vložek na okraji nástavců vzroste magnetický odpor v této oblasti, čímž se magnetický tok zeslabí tak, že se dosáhne obdobného účinku jako pří tvarovaném nástavci.This drawback eliminates the auxiliary pole according to the invention in that the pole piece is composed of thin insulated ferromagnetic sheets folded in the axial direction of the machine. The thus formed auxiliary pole adapter permits the passage of the magnetic flux excited by the winding of the auxiliary poles, but not only prevents the induction of eddy currents excited by changing the magnetic flux of the auxiliary pole, but This action is further aided by inserts of non-magnetic material, electrically conductive or insulating, which increase the magnetic resistance across the adapter. On account of the time-varying of the above-mentioned scattering flow, eddy currents are induced in the plates of the adapter, and in particular in the inserts of electrically conductive material, which significantly dampen the scattering flow. This reduces the reactance stress, which contributes to improved commutation. Due to the arrangement and dimensions of the inserts, the effect of the eddy currents induced by the variation of the magnetic flux of the auxiliary poles on this flow is negligible. By suitable placement of non-magnetic inserts in the adapter, it is also possible to influence the course of magnetic induction in the air gap below the auxiliary poles. By increasing the number of inserts at the edge of the bosses, the magnetic resistance in this region increases, thereby weakening the magnetic flux so that an effect similar to that of the shaped boss is achieved.
Příklady provedení pomocného pólu podle vynálezu jsou zobrazeny na přiložených výkresech, na nichž obr. 1 ukazuje základní provedení pomocného pólu, na obr. 2 jsou v nástavci nemagnetické vložky a obr. 3 znázorňuje průběh magnetické indukce pod pomocným pólem s vhodně uspořádanými nemagnetickými vložkami v nástavci.Examples of the auxiliary pole according to the invention are shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows the basic design of the auxiliary pole, Fig. 2 shows the non-magnetic insert in the adapter and Fig. 3 shows the magnetic induction below the auxiliary pole with suitably arranged non-magnetic inserts .
Podle vynálezu je těleso 1 pomocného pólu, složené z plechů uspořádaných běžným způsobem, tedy v radiálním směru stroje, opatřeno nástavcem 2 z tenkých izolovaných plechů skládaných kolmo na plechy tělesa 1 pólu, v axiál-According to the invention, the auxiliary pole body 1, composed of sheets arranged in a conventional manner, i.e. in the radial direction of the machine, is provided with an extension 2 of thin insulated sheets stacked perpendicular to the sheets of the pole body 1 in axial direction.