CS217270B1 - Bezkolektorový elektromotor a kompaudní charakteristikou - Google Patents

Description

Vynález řeší bezkolektorový elektromotor s kompaudní charakteristikou.

Stávající kompaudní elektromotory mají značné nevýhody. Jejich největší nevýhodou je nutná pravidelná údržba kolektoru, spojená s včasnou výměnou uhlíků a pravidelným Čištěním vnitřního prostoru motoru ed vodivéhoprachu z opotřebovaných uhlíků. Přes tuto péči dochází čaato ke zkratům,,_t jak mezí lamelami kolektoru, tak i proti kostře motoru. Nedokonalý styk uhlíků na kolektoru nebo i poměrně malá jejich znečištění mají za následek vždy zvýšená opalování', které; je nutno odstranit při větším rozsahu i pře soustruž oním kolektoru. Samotný kolektor pak vyžaduje značnou spotřebu mědi,, dále není možné připojovat tyto motory, hlavni při potřebě vysokého výkonu, na vysoká napětí, pro nebezpečí proražení izolací jednotlivých lamel mezi sebou a je-li nutno použití vyššího napětí,, je nutno kolektor provést 0; vysokým počtem lamel. Dále vyžadují tyté motory mnohastupňové rozběhové odpory.. Je-li těchto motorů použito v trakci, je vyseká spotřeba elektrické energie při častém rozbíhání strávená těmito: odpory. Vždy je nutné provést dokonalé utěsnění vnitřního prostoru motoru, nebot vniknutí i malé vlhkosti znamená možnost jeho poškození.

Vynález tyté nevýhody odstraňuje a přibližuje bezkolektorový elektromotor s kompaudní charakteristikou v provozu běžnému asynchronnímu elektromotoru,, přičemž podstata spočívá v tom, že statorové sekce, vinutí jsou připojeny přes výkonové tyristory ke svorkám napájecího napětí, kde v Sele motoru jo pevně uchyceno jádro primárního obvodu sériového dobuzování, opatřená vinutím primární cívky soriovéiío dobuzování a kdo v prostoru mozikruží v témžo Selo motoru jo pevně uchyceno i jádro primárního obvodu derivaěníhe buzení, opatřené vinutím primární cívky derivaSního buzení, proti kterým jsou na hřídeli kotvy upevněna protilehlá jádra, a to jednak protilehlé jádro sekundárního obvodu sériového dobuzování, opatřené vinutím sekundární cívky sériového dobuzování, ke které jsou přes polovodičový usměrňovač, také uložený na hřídeli kotvy, připojeny dobuzovací, cívky sériového dobuzování kotvy a jednak protilehlé jádro sekundárního obvodu derivaSního buzení, opatřené vinutím sekundární oívky derivaSního buzení, ke které jsou přes polovodičový usměrňovač, také uložený na hřídeli kotvy, připojeny budicí cívky derivaSního buzení kotvy a kde na téže hřídeli kotvy je upevněn držák s klemou jádra řídicího vnějšího obvodu, opatřenou izolační vložkou, na které je uložena klema jádra řídicího vnitřního obvodu, přičemž jádra primárních vinutí jsou opatřena primárními vinutími cívek řídicího obvodu a jádra sekundárních vinutí jeou opatřena sekundárními vinutími cívek, jež jsou .jedním spojeným * pólem připojeny přes přadřadný odpor k jedné svorce napájecího napětí a druhými póly přes poloyoáiSovó usměrňovače a přepínač směru otáčení k řídicím elektrodám výkonových tyrystorů a kde transformátor, připojený primárním vinutím ke svorkám napájecího napětí, je připojen sekundárním vinutím jednak k primární cívce derivaSního buzení a jednak i k vinutím primárních cívek řídicího obvodu a kde proudový transformátor, zapojený sériově primárním vinutím v jedné svorce napájecího raapětí, je sekundárním vinutím připojen k primární cívce sériového dobuzování. Statorové sekce vinutí jsou výhodně rozděleny každá na několik skupin pro přepínání jak v sérii, tak jednotlivě paralelně nebo částečně v sérii a částečně paralelně. Jádro primárního sériového dobuzování, opatřené vinutím primární cívky sériového dobuzování a jádro primárního obvodu derivaSního buzení, opatřené vinutím primární eívky derivaSního buzení, tvoří výhodně samostatnou část elektromagnetického obvodu statoru, zatímco jádro sekundárního sériového dobuzování, opatřená vinutím sekundární cívky sériového dobuzování a jádro* sekundárního vinutí derivaSního buzení, opatření vinutím sekundární oívky derivaSního buzení, jsou uložena na hřídeli kotvy radiálně.

Dosahovaný vyšší účinek lze spatřovat v tom, že tento bezkolektorový kompaudní elektromotor, se provozní spolehlivostí velmi přibližuje asynohonnímu elektromotoru, nepotřebuje značné množství měcli na kolektor, lze jej stavět i na vysoká napětí, nepotřebuje rozběhových odporů, čímž spoří elektrickou energii na těchto odporech strávenou, lze jej beze změny v konstrukci pouhým přepojením napájet, jak jednofázovým proudem při využití v trakoi, tak i třífázovým proudem při využití v obráběcích strojích, přičemž nevyžaduje zvláštní údržbu.

Příkladné provedení vynálezu je znázorněno na výkresech, kde na obr. 1 jsou znázorněny statorové sokoe vinutí s výkonovými tyristory a buzením kotvy, na obr. 2, primární a sekundární jádra s vinutími sériového dobuzování a derivaSního buzení, rozvinutou kotvou s pólovými nástavci, dobuzovacími i budicími cívkami kotvy, držákem jádrových klem řízení s primárními i sekundárními obvody řízení a vinutím statorových sekcí, na obr. 3, je znázorněn boční pohled a řez jádry i vinutím řídicích obvodů a na obr. 4, je celkové elektrioké sohóma zapojení bezkolektorového kompaudního elektromotoru.

Na obr. 1 jo znázorněno vinutí jednotlivých statorových sekoí 1_, 2, 2 a výkonovými tyristery 6, χ, 8, a bočním pohledem na kotvu £ s pólovými nástavci 5, s cívkou 15.

sériového dobuzování a cívkou 46 derivačního buzení. Statorové sekce vinutí jsou znázorněny v prostorovém uspořádání. Na obr. 2 jo znázorněno prostorové uspořádání jednak primárního jádra 10 sériového dobuzování β vinutím primární cívky 11 sériového dobuzování a jednak primárního jádra 41 derivačního buzení, s vinutím primární cívky 42 derivačního buzení, jež jsou pevně uložena v čele motoru 2 a protilehlá jádra, jednak jádro 12 sekundárního obvodu sériového dobuzování, s vinutím sekundární cívky 13 sériového dobuzování a jednak jádro 43 sekundárního derivačního buzení s vinutím sekundární cívky 44 derivačního buzení, obě uložena na hřídeli 16 kotvy. Dále je na hřídeli 16 kotvy znázorněna rozvinutá kotva £, s pólovými nástavci 2» cívkami 15 sériového dobuzování i s cívkami £6 derivačního buzení a držákem 23, Následuje rozvinutá rovina, primárních řídicích obvodů, s primárními jádry 17, 19« 21 s vinutím primárních cívek 18, 20. 22 řízení a jejich sekundární část, složená že sekundárních jader 21. 22» 22. s vinutím sekundárních cívek 32. 34. 36 řízení, kteréžto části jsou i na obr. 3, kdo je znázorněn boční pohled jak na primární jádra 17. 19. 21 řízení, s vinutím primárních cívek 18, 20, 22 řízení, s držákem 23 a uspořádání v řezu A-A, v bodu kdy jádro 17 primárního obvodu s vinutím primární cívky 18 řízení, je přes vnější klama 24 * vnitřní klomu 26. sklemoyáno se sekundárním jádrem 31 řízení s vinutím sekundární cívky 32 řízení. Na obr. 4 jo celkové elektrické schéma zapojení motoru. Při zapnutí proudu do svorek napájecího napětí, je zapojen i transformátor 28, jehož sekundární vinutí J· připojeno jak na primární vinutí cívek 18. 20. 22 řízení, tak i na vinutí primární cívky 42 derivačního buzení s primárním jádrem 41, jež je pevně uloženo v čele motoru 2, a jehož elektromagnetický tok se uzavírá přes protilehle sekundární jádro 43 derivačního buzení, jež je upevněno na hřídeli 16 kotvy* Z vinutí sekundární cívky 44 derivačního buzení se indukované napětí usměrní v polovodičových usměrňovačích 45. také uložených na kotvě £, a tímto stejnosměrným napětím jsou napájeny budicí cívky 46 derivačního buzení kotvy. Přes proudový transformátor 40» jehož primární vinutí je zapojeno v sérii jedné větve napájecího napětí, začne protékat proud a napětí indukované v jehe sekundárním Vinutí napájí primární cívku 11 sériového dobuzování, uloženou na jádru 10 sériového dobuzování, kde i toto jádro 10 je pevně uloženo v čelo motoru Elektromagnetický tok primárního jádra 10 sériového dobuzování se uzavře přes protilehlé sekundární jádro 12 sériového dobuzování, jež je upevněno na hřídeli 16 kotvy, kdo z vinutí jeho sekundární cívky 13 sériového dobuzování, se indukované napětí usměrní v polovodičových usměrňovačích ii. také uložených na kotvě £ a tímto usměrněným napětím jsou napájeny cívky 15 sériového dobuzování kotvy. Tvoří tedy proudový transformátor 40 s pevným primárním jádrem 10 s vinutím primární oívky 11 a rotačním sekundárním jádrem 12 s vinutím sekundární cívky 13 a polovodičovými usměrňovači 14 obvod sériového dobuzování dobuzovacích cívek 15 kotvy. Transformátor 28 s primárním jádrem 41 derivačního buzení s vinutím primární cívky 42. pevně uloženým v čele motoru 2. ^a rotačním sekundárním jádrem 43 derivačního buzení s vinutím sekundární cívky 44 derivačního buzení a polovodičovými usměrňovači 45. tvoří obvod derivačního buzení derivačních budicích cívek 46 kotvy. Primární vinutí cívek 18, 20, 22 řízení jsou pod stálým napětím a v jejich primárních jádrech 17. 19, 21 protéká neustále elektromagnetický tok. Klemy jader 24, 26 pak uzavírají podle polohy držáku jímž jsou unášeny,elektromagnetický tok primárního jádra 17 řízení se sekundárním jádrem 31 řízení a napětí indukované ve vinutí sekundární cívky 32 řízení, usměrněné polovodičovým usměrňovačem 37, dodá padle pelohy přepínače 30 směru otáčení, kladný náboj na řídieí elektrodu výkonového tyrystoru 6, který uveden do stavu vodivosti sepne obvod statorové sekce 1,. Proud procházející statorovou sekcí jL ovlivní přímo proud v proudovém transformátoru 40 a napětí na jeho sekundárním vinutí bude úměrné protékajícímu proudu v jeho primárním vinutí a toto zvýšené napětí ovlivní proud protékající vinutím primární oívky II sériového dobuzování a vinutím sekundární oívky 13 sériového dobuzování, a tím i po usměrnění v usměrňovačích 14 proud v cívkách 15 sériového dobuzování kotvy. V případě, že je tento motor připojen na nízké napětí, odpadá proudový transformátor 40 a jeden pel napájecího napětí je veden přímo přes vinutí primární cívky 11 sériového dobuzování. Sepnutím obvodu statorové sekce vinutí 1. a vlivem elektromagnetických sil této sekce a buzených i dobuzovanýoh pólových nástavců kotvy dojde k pootočení Kotvy £, a tím i držáku 23 a s ním· i klem 24. 26 jader řízení, tyto opustí elektromagnetické pole jader 17, 31 řízení a uzavřou elektromagnetické pole další dvojice jader 19. 33 řízení. Pootočením kotvy 4 přestane se Indukovat ve vinutí sekundární cívky 32 řízení napětí, nebot klemy jader 24, již její elektromagnetický tok neuzavírají s primárním jádrem 17 řízení, a tím dojde ke ztrátě kladného náboje’na řídicí elektrodě výkonového tyristoru 6 a tento v následující půlvlně přejde do závěrného stavu, čímž přeruší tok proudu ve statorové sekci 1. V tomto bodu je však Již uzavřen elektromagnetický tok primárního jádra 19 řízení se sekundárním jádrem 33 řízení a indukované napětí na vinutí sekundární cívky 34 řízení, usměrněné polovodičovým usměrňovačem 38. přivede kladný náboj opět přes přepínač 30 směru otáčení na řídicí elektrodu výkonového tyristoru £, který uveden do vodivého stavu sepne obvod statorové sekce 2, kde opět vlivem elektromagnetických sil této statorové sekce a buzených a dtfbuzovaných pelových nástavců 5, kotvy dojde k opětnému pootočení kotvy £. Tento děj se stále opakuje. Předřadný odpor 29 je v jednofázovém zapojení zapojen na jedné společné svorce napájecího napětí. Při třífázovém napájení je nutno jej připojit pro každou sekundární cívku řízení a výkonový^-tyristor zvláště. Statorové sekce vinutí JL, 2, 2 jasu každá provedena z několika skupin vinutí a jejich přepínáním, jak v sérii něho částečně v sérii a částečně paralelně.nebo paralelně, lze vyloučit rozběhové odpory. Také elektromagnetický obvod sériového dobuzování, složený z primárního jádra 10 a vinutí primární cívky 11 sériového dobuzování a sekundárního Jádra 12 s vinutím sekundární cívky 13 sériového dobuzování, dále pak primárního jádra 41 derivačního buzení s vinutím primární oívky 42 a sekundárního jádra 43 derivačního buzení s vinutím sekundární cívky 44 derivačního buzení, lze provést radiálně.

Tento bezkolektorový kompaudní elektromotor lze výhodně použít zvláště u pásových dopravníků, jeřábů, Váleovaeíeh stolic, kde jo nutná regulace otáček.

Claims (3)

1. Bezkelektorový elektromotor a kompaudní charakteristikou, význačný tím, že statorová sekce vinutí /1, 2, 3/ jsou připojeny přes výkonové tyristory /6, 7, 8/ ke svorkám napájecího napětí, kdo v Sele motoru /9/ je pevně uchyoen© jádro /10/ primárního sériového dobuzování, opatřené vinutím primární cívky /11/ sériového dobuzování a kde v prostoru mozikruží v témže cele motoru /9/ je pevné uchyceno i jádro /41/ primárního obvodu derivačního buzení, opatřená vinutím primární cívky /42/derivačního buzení, proti kterým jsou na hřídeli /16/ kotvy upevněna protilehlá jádra, a to jednak protilehlé jádro /12 sekundárního obvodu sériového dobuzování, opatřené vinutím sekundární cívky /13/ sériového dobuzování, ke které jsou přes polovodičový usměrňovač /14/, také uložený na hřídeli /16/ kotvy, připojeny dobuzovací cívky /15/ sériového dobuzování kotvy /4/ a jednak protilehlé jádro /43/ sekundárního obvodu derivačního buzení, opatřené vinutím sekundární cívky /44/ derivačního buzení, ke které jsou přes polovodičový usměrňovač /45/, také uložený na hřídeli /16/ kotvy, připojeny budicí cívky /46/ derivačního buzení kotvy /4/ a kde na téže hřídeli /16/ kotvy je upevněn držák /23/ s klemou jádra /24/ řídicího vnějšího obvodu, opatřenou izolační vložkou /25/, na která je uložena klema jádra /26/ řídicího vnitřního obvodu, přičemž jádra /17, 19, 21/ primárních vinutí jaou opatřena primárními vinutími cívek /18, 20, 22/ řídicího obvodu a jádra /31, 33, 35/ sekundárních vinutí jsou opatřena sekundárními vinutími cívek /32, 34, 36/, jež jsou jedním spojeným pólem připojeny přes přodřadný odpor /29/ k jedné svorce napájecího napětí a druhými póly přes polovodičové usměrňovače /37, 38, 39/ a přepínač /30/ směru otáčení, k řídicím elektrodám výkonových tyristorů /6, 7, 8/ přičemž transformátor /28/, připojený primárním vinutím ke svorkám napájecího napětí, je připojen sekundárním vinutím jednak k primární cívce /42/ derivačního buzení a jednak k vinutím primárních cívek /18, 20, 22/ řídicího obvodu, zatímco proudový transformátor /40/, zapojený sériově primárním vinutím k jedné svorce napájecího napětí, je sekundárním vinutím připojen k primární cívce /11/ sériového dobuzování.

2. Bezkolektorový elektromotor s kompaudní charakteristikou podle bodu 1, vyznačený tím, že statorové sekce vinutí /1, 2, 3/ jsou rozděleny, každá na několik skupin pro přepínání jak v sérii, tak jednotlivě paralelně nebo částečně v sérii a částečně paralelně,

3* Bezkolektorový elektromotor s kompaudní charakteristikou podle bodu 1 a 2, vyznačený tím, že jádro /10/ primárního sériového dobuzování, opatřené vinutím primární cívky /11/ sériového dobuzování a jádro /41/ primárního obvodu derivačního buzení, opatření vinutím primární cívky derivačního buzení, tvoří samostatnou část elektromagnetického obvodu statoru /27/, zatímco jádro /12/ sekundárního sériového dobuzování, opatřené vinutím sekuidární olvky /13/ sériového dobuzování a jádro /43/ sekundárního vinutí derivačního buzení, opatřené vinutím sekundární cívky /44/ derivačního buzení, jsou uložena na hřídeli /16/ kotvy radiálně.