CS221368B1 - Zařízení k omezeni opotřebování kartáčů a komutátoru stejnosměrného šestipótového točivého stroje - Google Patents

Abstract

Zařízení podle vynálezu se týká stejno ­ směrných šestapólových točivých strojů, je ­ jíchž kotvy jsou opatřeny paralelním vinu ­ tím s ekvlpoteneiálnímí spojkami a je ze ­ jména vhodné pro stroje velkých výkonů. Je vytvořeno tak, že ke třem kartáčům kladné polarity i ke třem kartáčům záporné polarity jsiou připojeny fáze dvou do troj ­ úhelníku zapojených sekundárních vinuti trojfázového transformátoru, nebo dvou trojfázových transformátorů, případně dvou skupin po třech jednofázových transformá ­ torech. Jejich zapojení je provedeno tak, že ke třem kartáčům kladné polarity jsou připojeny tři fáze prvního sekundárního' vi ­ nutí, které jsou opatřeny středními vývody, jež jsou spojeny s napájecí svorkou kladné polarity točivého stroje. Obdobně jsou při ­ pojeny kartáče záporné polarity k fázím druhého sekundárního- vinutí.

Description

Vynález se týká zařízení k omezení opotřebování kartáčů a komutátoru stejnosměrného šestipólového¹ točivého stroje, jehož kotva je opatřena paralelním vinutím s, ekvipotenciálními spojkami, a které je zejména vhodné pro stroje velkých výkonů.

Ze zkušenosti je známo, že kartáče sběrného ústrojí rychle ubývají, klesne-li jimi převáděný proud pod cca 30 % hodnoty jmenovitého proudu stroje. V takovém případě současně dochází i k mimořádnému opotřebování komutátorových lamel.

Je známo zařízení, jímž je možné zmíněným nežádoucím jevům zabránit tak, že se kartáče uměle zatěžují střídavým proudem. Umělé zatížení se provádí pomocí dvou jednofázových transformátorů, které se samočinně připojí k napájecímu střídavému jedniofázovému napětí, jakmile stejnosměrný proud stroje klesne pod 30 % jmenovitého proudu. Toto zařízení vsak potřebuje, aby stroj byl vybaven čtyřmi sběrnými kruhy, tj. dvěma pro kladnou polaritu a dvěma pro· zápornou polaritu. Uvedené zařízení je nevýhodné tím, že je použitelné jen u nově stavěných strojů, kde je se čtyřmi sběrnými kruhy počítáno· již při jejich konstrukci.

Uvedený nedostatek je odstraněn zařízením k omezení opotřebování kartáčů a komutátoru stejnosměrného šestipólového točivého stroje s paralelním vinutím kotvy a ekvipoitenciálními spojkami, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že ke třem kartáčům kladné polarity a ke třem kartáčům záporné polarity jsou připojeny fáze dvou do trojúhelníku zapojených sekundárních vinutí bud jediného trojfázového· transformátoru, nebo dvou trojfázových transformátorů, nebo dvou skupin po třech jedntofázových transformátorech tak, že ke třem kartáčům kladné polarity jsou připojeny tři fáze prvního sekundárního vinutí zapojeného do· trojúhelníku, které jsou opatřeny středními vývody. Střední vývody jsou prvními spojkami spojeny s napájecí svorkou kladné polarity stejnosměrného šestipólového točivého stroje. Ke třem kartáčům záporné polarity jsou připojeny tři fáze druhého sekundárního vinutí zapojeného do trojúhelníku, které jsou rovněž opatřeny středními vývody, jež jsou druhými spojkami spojeny s napájecí svorkou záporné polarity stejnosměrného šestipólového· točivého· stroje.

Zařízení podle vynálezu je jednoduché a spolehlivě omezí opotřebování kartáčů a lamel komutátoru, čímž zároveň umožňuje správnou komutaci. Nechá se dodatečně použít i na strojích vybavených pouze dvěma sběrnými kruhy.

Příklad provedení zařízení k omezení opotřebování kartáčů a komutátoru stejnosměrného šestipólového točivého stroje podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojeném výkresu, kde obr. 1 se týká kartáčů kladné polarity a Obr. 2 kartáčů záporné polarity stejnosměrného· šestipólového točivého· stroje. Vzhledem k tomu, že uvedené zařízení může být vytvořeno bud pomocí jednoho trojfázového transformátoru se dvěma sekundárními vinutími zapojenými do trojúhelníku, nebo. dvou trojfázových transformátorů, z nichž každý má jedno· sekundární vinutí zapojené dlo trojúhelníku, případně ze dvou skupin po třech jednofázových transformátorech, z nichž každý má jedno sekundární vinutí, která jsou uspo,řádána tak, že vždy tři jednotlivá sekundární vinutí jedné skupiny jsou zapojena do trojúhelníku, nejsou na obr. 1 a 2 primární vinutí těchto transformátorů pro jednoduchost zakreslena. Naznačena jsou pouze do trojúhelníku zapojená sekundární vinutí. Všechny fáze sekundárních vinutí mají střední vývody.

Podle obr. 1 jsou ke komutátoru 2 přiloženy tři kartáče 1A, 1B, 1C kladné polarity. Mezi nenaznačenými lamelami komutátoru 2 jsou pro· zjednodušení nakresleny pouze tři první ekvipotenciální spojky 3A, 3A‘, 3A“, které jsou vzájemně zapojeny do trojúhelníku a jslou znázorněny v tom okamžiku, kdy při rotaci kotvy stejnosměrného stroje spojují ty lamely komutátoru 2, jež leží pod karáči ΙΑ, 1B, 1C kladné polarity. Jednotlivé fáze 4A, 4B, 4C prvního sekudárního· vinutí zapojeného do· trojúhelníku jsou mezi kartáči ΙΑ, 1B, 1C kladné polarity zapojeny tak, že mezi prvním a druhým kartáčem ΙΑ, 1B je zapojena první fáze 4A prvního sekundárního vinutí, mezi druhým a třetím kartáčem 1B, 1C jeho druhá fáze 4B a mezi třetím a prvním kartáčem 1C a IA jeho třetí fáze 4C. Každá z fází 4A, 4B, 4C prvního sekundárního vinutí je opatřena středním vývodem. Střední vývody jednotlivých fází 4A, 4B, 4C prvního sekundárního vinutí jsou přes jednotlivé první spojky 5A, 5A‘, 5A“ připojeny k napájecí svorce kladné polarity stejnosměrného šestipólového točivého· stroje.

Obdobné uspořádání je na obr. 2, kde ke komutátoru 2 jsou přiloženy tři kartáče ID, IE, 1F záporné polarity. Mezi nenaznačenými lamelami komutátoru 2 jsou pro zjednodušení nakresleny pouze tři druhé ekvipotenciální spojky 3B, 3B‘, 3B“, které jsou vzájemně zapojeny do trojúhelníku a jsou znázorněny v tom okamžiku, kdy při rotaci kotvy stejnosměrného točivého stroje spojují ty lamely komutátoru 2, jež leží pod kartáči ID, IE, 1F záporné polarity. Jednotlivé fáze 4D, 4E, 4F druhého· sekundárního vinutí zapojeného do trojúhelníku jsou mezi kartáči ID, IE, 1F záporné polarity zapojeny tak, že mezi prvním a druhým kartáčem ID, IE je zapojena první fáze 4D druhého sekundárního; vinutí, mezi druhým a třetím kartáčem IE, 1F jeho druhá fáze 4E a mezi třetím a prvním kartáčem 1F, ID jeho· třetí fáze 4F. Každá z fází 4D, 4E, 4F druhého sekundárního vinutí je opatřena středním vývodem. Střední vývody jednotil221363 vých fází 4D, 4E, 4F drujiého sekundárního vinutí jsou přes jednotlivé druhé spojky 5B, 5B‘, 5B“ připojeny k napájecí svůrce záporné polarity stejnosměrného šestipóltového točivého stroje.

Funkce zařízení podle vynálezu je následující:

stejnosměrný kotevní proud I, vycházející například u motoru z napájecí svůrky kladné polarity, se dělí do jednotlivých prvních spojek 5A, 5A‘, 5A“ na stejné hodnoty

I ——, které vstupují do středních vývodu fází 4A, 4B, 4C prvního sekundárního vinutí zapojeného do* trojúhelníku. Poloviny prtouI I dových hodnot——, tj. —— procházejí protisměrně každou polovinou fází 4A, 4B, 4C prvního sekundárního vinutí, takže se jejich magnetické napětí navzájem vyruší a transformátor, případně transformátory, nejsou tedy přemagnetovány stejnostměrným proudem, což je podmínkou jejich správné

I funkce. Proudové hodnoty —-— se v kartáo čích ΙΑ, 1B, 1C kladné polarity navzájem sčítají na —— -I--, takže kazo b o dý z kartáčů ΙΑ, 1B, 1C je zatížen hodnoI tou —-— , jako tomu je u stejnosměrného «3 točivého stroje bez použití tohoto vynálezu. Při magnetické symetrii stejnosměrnéhoi točivého stroje neprochází prvními ekvipotenciálním’ r hhkami 3A, 3A‘, 3A“ stejnosměrný proud. Jakmile při poklesu stejnosměrného kotevního prloudu I pod 30 % jmenovité hodnoty bylo nezakreslenou auto* matikou připojeno primární vinutí transδ formátoru, případně transformátorů, k trojfázové síti nízkého napětí, protékají přes kartáče ΙΑ, 1B, 1C kladné polarity sdružené střídavé proudy prvního- sekundárního vinutí zapojeného do trojúhelníku. Poněvadž první ekvipotenciální spojky 3A, 3A‘, 3A“ mezi kartáči ΙΑ, 1B, 1C kladné polarity jsou zapojeny vzájemně do trojúhelníku, bude každou ze tří prvních ekvipoteneiálních spojek 3A, 3A‘, 3A“ paralelního kotevního vinutí protékat fázový proud (I fáz. =

I sdruž.

— -), tj. jen 57 % ze sdruženého prloudu, což je výhodné, nebol ekvipotenciální spojky 3A, 3A‘, 3A“ jsou pak výhodně tepelně namáhány, zatímco přídavný, tj. sdružený proud pod kartáči je větší a snadI no doplní stejnosměrný proud —— na hodI notu přes 30 % z jedné třetiny—-— stejno«J směrného kotevního proudu I a omezí tak opotřebování kartáčů 1A, 1B, 1C a lamel komutátoru 2. Poněvadž impedance prvních ekvipiotenciálních spojek 3A, 3A‘, 3A“ je proti impedanci kotevního vinutí mezi karáči ΙΑ, 1B, 1C kladné polarity nepatrná, budou se přídavné střídavé proudy uzavírat přes první ekvipotenciální spojky 3A, 3A‘, 3A“. Impedance kotevního vinutí mezi kartáči ΙΑ, 1B, 1C kladné polarity je značná, a to z důvodu převládající reaktance velkého počtu cívek kotevního* vinutí uloženého* v drážkách rotorového tělesa. Obdobné poměry platí i pro* kartáče ID, 1E, ÍF záporné polarity, avšak pouze s obráceným směrem stejnosměrného kotevního proudu I vstupujícího do napájecí svorky záporné polarity.

Claims (1)

1. Zařízení k omezení opotřebování kartáčů a komutátoru stejnosměrného šestipólového točivého stroje s paralelním vinutím kotvy a ekvipotenciálními spojkami, vyznačené tím, že ke třem kartáčům (ΙΑ, 1B, 1C] kladné polarity i ke třem kartáčům (ID, 1E, 1F) záporné polarity jsou připoíeny fáze (4A, 4B, 4C,.4D, 4E, 4F) dv*..u do trojúhelníku zapojených sekundárních vinutí buď jediného trojfázového transformátoru, nebo dvůu trojxázových transformátorů, nebo dvou skupin po třech jednofázových transformátorech tak, že ke třem kartáčům (1A, 1B, 1C) kladné polarity jsou připojeny tři

   YNÁLEZU fáze (4A, 4B, 4C) prvního sekundárního vinutí zapojeného* do trojúhelníku, které jsou opatřeny středními vývody, jež jsou prvními spojkami (5A, 5A‘, 5A“J spojeny s napájecí svorkou kladné polarity stejnosměrného šestipólového točivého stroje, přičemž ke třem kartáčům (ID, 1E, 1FJ záporné polarity jsiou připojeny tři fáze (4D, 4E, 4F) druhého sekundárního vinutí zapojeného do trojúhelníku, které jsou rovněž opatřeny středními vývody, jež jsou druhými spojkami (5B, 5B‘, 5B“j spojeny s napájecí svorkou záporné polarity stejnosměrného šestipólového točivého* stroje.