CS203215B1 - Hlavní pól stejnosměrného stroje - Google Patents

Description

Vynález se týká hlavního pólu stejnosměrného stroje opatřeného' kompenzačními drážkami pro kompenzační vinutí uspořádanými u vzduchové mezery po obvodu pólového oblouku.

Rostoucí nároky vyvolaná rozvojem automatizace výrobních procesů vyúsťuje v nutnost neustálého zvětšování výkonů a regulačního rozsahu elektrických strojů točivých při současném zmenšování jejich rozměrů. To nutně vede k vysokému využití těchto strojů a k problémům s tím spojeným. Jedním z nejzávažnějších úkolů při řešení moderních regulačních stejnosměrných strojů je potlačení tak zvané reakce kotvy, která zapříčiňuje otáčkovou nestabilitu strojů a snižuje jejich provozní spolehlivost. Jedním z nejúčinnějších prostředků k potlačení nepříznivých účinků reakce kotvy je použití kompenzačního vinutí, kterého se doposud používalo jen u největších stejnosměrných strojů s vysokým rázovým přetěžováním. Nutnost potlačení reakce kotvy kompenzačním vinutím i u malých stejnosměrných strojů je spojena s těžkostmi vyplývajícími především z malých rozměrů strojů.

Rozložení kompenzačního vinutí do omezeného počtu kompenzačních drážek v hlavním pólu stejnosměrného stroje nedovoluje úplné vykompenzování magnetomotorické sí2 ly reakce kotvy magnetomotoriokou silou kompenzačního vinutí ve všech místech pod pelovým obloukem. Vždy zůstává zbytková magnetomotorická síla, která působí stejně nepříznivě jako magnetomotorická síla reakce kotvy, ale v menší míře. Je proto snahou při návrhu kompenzovaných stejnosměrných' strojů dosáhnout co nejmenší velikosti zbytkové magnetomotorické síly. Obvykle se kompenzační vinutí navrhuje tak, aby poměr magnetomotorické síly kompenzačního vinutí k magnetomotorické síle reakce kotvy pod okrajem pólu byl roven nebo blízký jedné. Bude-li poměr magnetomotorické síly kompenzačního vinutí k magnetomotorické síle reakce kotvy roven jedné vychází pro minimum zbytkové magnetomotorické síly vztah pro počet kompenzačních drážek a jejich dělení ,-,ι _2p . Q_ks

U ks-i kde značí

2p počet pólů stroje,

Q‘_ks zdánlivý počet kompenzačních drážek na stroj při jejích rovnoměrném děleni,

Q_ks počet kompenzačních drážek na pól, a_m mechanická pólové krytí.

Při splnění tohoto vztahu však nelze dodržet vhodné podmínky pro šířku krajního· zubu v hlavním pólu, která potom vychází poloviční než u vnitřních zubů. Je proto nutné volit zdánlivý počet Q‘_ks kompenzačních drážek na stroj větší, než vychází z uvedeného vztahu. To má však při dodržení podmínky, že poměr magnetomotorické síly kompenzačního vinutí k magnetomotorické síle reakce kotvy pod okrajem pólu je roven nebo blízký jedné, za následek zvětšení velikosti zbytková magnetomotorické síly v osách kompenzačních drážek. Při zmenšování poměru magnetomotorické síly kompenzačního vinutí k magnetomotorické síle reakce kotvy pod okrajem pólu se tato velikost sice zmenší, avšak současně se zvětší zbytková magnetomotorická síla pod okrajem hlavního pólu.

Tyto nevýhody jsou u hlavního pólu stejnosměrného stroje podle vynálezu odstraněny tím, že počet kompenzačních drážek na pčl je vůči zdánlivému počtu kompenzačních drážek na sirot určen pomocí vztahů

Qks < _Qjks_ _< Qks + 1 a* 2p ^_ a_ef a“' _> Qks

Ctef QksH“!

kde značí

2p počet pólů stroje,

Q_ks počet kompenzačních drážek na pól,

Q‘_ks zdánlivý počet kompenzačních drážek •na stroj, a* pólové krytí v místě roztečné kružnice kompenzačních drážek, a_eí efektivní pólové krytí, které je v závislosti na tvaru pólového oblouku definované v rozmezí a‘SftOřS(X_m, kde značí a pólové krytí válcové části pólového oblouku u. strojů s konstantní vzduchovou mezerou, a_m mechanické pólové krytí.

Volbou zdánlivého počtu Q‘_ks kompenzačních drážek na stroj a počtu Q_ks kompenzačních drážek na hlavní pól stejnosměrného stroje podle vynálezu podle uvedených vztahů je zajištěno, že i v případě, že poměr magnetomotorické síly kompenzačního vinutí k magnetomotorické síle reakce kotvy pod okrajem hlavního pólu bude menší než jedna, bude velikost zbytkové magnetomotorické síly v osách kompenzačních drážek rovna, popřípadě blízká minimální možné hodnotě definované vztahem

Třes ~ (Fks Tg) ⁼ · A . Ť^ks, kde značí

F_res zbytková magnetomotorická síla.

F_ks magnetomotorická síla kompenzačního vinutí,

F_a magnetomotorická síla reakce kotvy,

A lineární proudové zatížení kotvy, t_dks rozteč kompenzačních drážek vztažená na obvod kotvy, která je kritériem pro určení vlivu magnetomctorické síly reakce kotvy na deformaci magnetického pole pod hlavním pólem stejnosměrného stroje a souvisí tedy přímo· s otáčkovou stabilitou stroje, přičemž má současně vliv na velikost a tvar lamelového napětí na komutátoru. Stejnosměrné stroje s hlavním pólem opatřeným kompenzačními drážkami pro kompenzační vinutí uspořádanými po obvodu pólového oblouku podle vynálezu se budou vyznačovat větší otáčkovou stabilitou oproti stávajícím řešením a rovněž bude příznivější i průběh lamelového napětí na komutátoru.

Na připojeném výkrese jsou znázorněny příklady provedení hlavního pólu stejnosměrného stroje podle vynálezu, přičemž na obr. i je znázorněno uspořádání kompenzačních drážek pro kompenzační vinutí u vzduchové mezery po obvodu válcové části pólového oblouku hlavního pólu se zaoblenými okraji v příčném řezu, kde pólové krytí «’ v místě roztečné kružnice kompenzačních drážek je shodné s mechanickým pólovým krytím a_m, a na obr. 2 je znázorněno uspořádání kompenzačních drážek pro kompenzační vinutí u vzduchové mezery po obvodu válcové části pólového oblouku hlavního pólu se zkosenými okraji v příčném řezu, kde pólové krytí a* v místě roztečné kružnice kompenzačních drážek je menší než mechanické pólové krytí a_m.

Hlavní pól stejnosměrného· stroje podle vynálezu je opatřen kompenzačními drážkami 1 pro kompenzační vinutí, které jsou uspořádány u vzduchové mezery po obvodu pólového oblouku 3. Optimální počet a uspořádání kompenzačních drážek 1 na pól pro maximální potlačení nepříznivých účinků reakce kotvy je vůči zdánlivému počtu kompen-

začních drážek hů	na stroj určen	pomocí vzta·
Qks	Q‘ks	Qks+1
+	2p
a
or*	Qks
asi	Qks+1
kde značí
2p počet pólů stroje,

Q_ks počet kompenzačních drážek 1 na pól, Q‘_ks zdánlivý počet kompenzačních drážek na stroj.

a* pólové krytí v místě roztečné kružnice kompenzačních drážek 1, efektivní pólové krytí, které je v závis203215 tosti na tvaru pólového oblouku 3 definované v rozmezí .cř‘ša_efša_m, kde značí a‘ pólové krytí válcové části 4 pelového oblouku 3 u strojů s konstantní vzduchovou mezerou, a_m mechanické pólové krytí.

Princip uspořádání kompenzačních drážek 1 pro kompenzační vinutí v hlavním pólu stejnosměrného stroje podle vynálezu je mužné uplatnit pro libovolné tvary pólů v příčném řezu. Na výkrese jsou znázorněny dvě možná uspořádání hlavního pólu stejnosměrného stroje podle vynálezu opatřeného kompenzačními drážkami 1 'pro kompenzační vinutí uspořádanými u vzduchové mezery po obvodu pólového oblouku 3. Na obr. 1 je znázorněn pól v příčném řezu s válcovou částí 4 pólového oblouku 3 se zaoblenými okraji, u kterého je pólové krytí a* v místě roztečné kružnice 2 kompenzačních drážek 1 shodné s mechanickým pólovým krytím a_m. Na obr. 2 je zobrazen pól v příčném řezu s válcovou částí 4 pelového oblouku 3 se zkosenými okraji, kde pólové krytí v místě roztečné kružnice 2 kompenzačních drážek í je menší než mechanické pólové krytí

Cč_ni.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT

   Hlavní pól stejnosměrného stroje opatřený kompenzačními drážkami pro kompenzační vinutí uspořádanými u vzduchové mezery po obvodu pólového oblouku, vyznačující se tím, že počet kompenzačních drážek (1) na pól je vůči zdánlivému počtu kompenzačních drážek na stroj určen pomocí vztahů

   Qks Q*ks QksXl

   .. .— ------...............

   a* 2p ^- a_et a

   «* _> Qk_S «ef QksU“!

   kde značí

   VYNÁLEZU
2. 2p počet pólů stroje,

   Q_ks počet kompenzačních drážek (lj na Pól,

   Q'_ks zdánlivý počet kompenzačních drážek na stroj, a*pólové krytí v místě roztečné kružnice (2) kompenzačních drážek (lj, a_eí efektivní pelové krytí, které je v závislosti na tvaru pólového oblouku (3j deficované v rozmezí aša_efša_m, kde značí a pólové krytí válcové části (4j pólového oblouku (3) u strojů s konstantní vzduchovou mezerou, a_m mechanické pólové krytí.