CS224514B1 - Stejnosměrný elektrický stroj točivý s celolistěným magnetickým obvodem pomocných pólů - Google Patents

Description

(54) Stejnosměrný elektrický stroj točivý s celolistěným magnetickým obvodem pomocných pólů

Vynález se týká stejnosměrného elektrického stroje točivého s celolistěným magnetickým obvodem pomocných polt*.

V minulosti byly stejnosměrné elektrické stroje točivé zatěžovány prakticky hladkým stejnosměrným proudem a byly používány v pohonech, u nichž nenastávaly abnormálně rychlé časové změny proudu kotvy. Byly zhotovovány se statorovým jhem a často i s pomocnými póly z planého feromagnetického materiálu. Toto řečení pro uvedené použití plně vyhovovalo.

V současné době se stejnosměrné elektrické stroje točivé používají v náročných regulačních pohonech, u nichž může při změnách regulačních stavů docházet k rychlým časovým změnám proudů. Navíc většina stejnosměrných elektromotorů bývá napájena pulsujícím proudem z řízených usměrňovačů. Celý magnetický obvod je proto složen z izolovaných ocelových plechů pro elektroniku, jsou tedy tyto stejnosměrné elektrické stroje točivé opatřeny celolistěným magnetickým obvodem.

Toto řešení se volí především z důvodů komutačních. Z magnetického obvodu pomocných pólů je třeba vyřadit všechny tlumicí prvky, to jest statorové jho a pomocné póly z plného feromagnetického materiálu., které by způsobovaly zpožSování průběhu magnetického toku pomocných pólů za průběhem proudu kotvy. Je-li magnetický tok pomocných pólů časově zpožděn.za proudem kotvy, nenastává vhodné vykompenzování reaktančního napětí komutující cívky napětím indukovaným v komutující cívce jejím pohybem v magnetickém poli pomocných pólů, v důsledku čehož se komutace zhorSuje, zvětšuje se jiskření a opotřebení kartáčů.

Z provozu i experimentů je však známo, že atejnosměrné elektrické stroje točivé s celolistěným magnetickým obvodem zatěžovaným hladkým nebo mírné zvlněným proudem hůře komutují ve srovnání se stroji se statorovým jhem z plného feromagnetického materiálu. Příčinou tohoto jevu je vyřazení výrazného tlumícího prvku, to jest plného statorového jha, z magnetického obvodu hlavních pólů.

Z teoretického rozboru komutace stejnosměrného elektrického stroje točivého s plným statorovým jhem vyplývá, že výrazný tlumící prvek megnetického obvodu hlavního pólu ovliviňujj průběh proudu v komutujících cívkách kotvy tak, že nastává tak zvaná průměrně lineární komutace. Při každé jiné než průměrně lineární komutaci totiž mezi dvěma libovolnými body ve vzduchové mezeře hlavních pólů vzdálených od sebe o pólovou rozteč by docházelo při otáčení kotvy stejnosměrného elektrického stroje točivého zatíženého konstantním proudem k pulsaci magnetomotorické síly vytvořené vinutím kotvy. Magnetomotorická síla vinutí kotvy v libovolném místě ve vzduchové mezeře hlavních pólů se mění jednak v důsledku otáčení kotvy, jež s sebou unáší vinutí uložené v drážkách, jednak v důsledku časové změny proudu v komutujících cívkách. Pouze při průměrné lineární komutaci je časový průběh obou složek změny magnetomotorické síly vinutí kotvy stejný, avšak opačného smyslu, takže výsledné hodnot,* magnetomotorická síly vinutí kotvy se časově nemění.

Při jiné nežli průměrně lineární komutaci, například při komutaci lineární, dochází ke změně hodnoty magnetomotorické síly vinutí kotvy, a to při každém přechodu z jednoho komutačního úseku do úseku následujícího. Komutačním úsekem označujeme dobu, po kt.eroů se v průběhu komutačního procesu nemění počet cívek kotvy zezkratovaných sousedními kartáči kladné a záporné polarity. V obecném případě se během komutačního procesu počet zezkratovaných cívek mění. Obecně na jednu lamelovou periodu připadají nestejně dlouhé komutační úseky.

Časové změny magnetomotorické síly vinutí kotvy vytvářejí ěasově proměnný magnetický tok, který se uzavírá magnetickým obvodem hlavních pólů, prochází plně komutující cívkou, v níž indukuje další přídavnou složku reaktaněního napětí.

Tento případ nastává tehdy, je-li magnetický obvod hlavních pólů celolistřný nebo neobsahuje-li další výrazně tlumicí prvky. Přitom uvedená přídavná složka reaktaněního napětí vzniká jak při hladkém, tak i při pulsujícím proudu kotvy.

Uvedené nevýhody jsou odstraněny u stejnosměrného elektrického stroje točivého podle vynálezu, jehož podstatou je, že v magnetickém obvodu hlavních pólů, ale mimo magnetický obvod pomocných pólů, je zařazen přídavný tlumici prvek pro omezení pulsace magnetického toku uzavírajícího se magnetickým obvodem hlavních pólů a procházejícího komutující cívkou.

Řešením podle vynálezu se dosahuje výrazného omezení přídavné složky reaktaněního napětí, a tím zlepšení komutace u stejnosměrných elektrických strojů točivých s celolistěným magnetickým obvodem pomocných pólů.

Příklady provedení stejnosměrného elektrického stroje točivého podle vynálezu jsou zobrazeny na výkrese, na němž je vidět hlavní pól stroje a přídavný tlumicí prvek, přičemž na obr. 1 je přídavný tlumicí prvek tvořen částí statorového jádra, na obr. 2. je přídavný tlumicí prvek tvořen závitem nakrátko na jádře hlavního pólu, na obr. 3 je přídavný tlumicí prvek tvořen závitem nakrátko na pólovém nástavci hlavního pólu a na obr. 4 je znázorněn hlavní pol, jehož jádro je provedeno celé z feromagnetického materiálu β zasahuje do statorového jha.

U provedení stejnosměrného elektrického stroje točivého podle obr. 1 je přídavný tlumicí prvek £. pro omezení pulsace magnetického toku uzavírajícího se magnetickým obvodem hlavních pólů a procházejícího komutující cívkou vytvořen z plného feromagnetického materiálu a tvoří část statorového jha £ v místě hlavního pólu J..

Přídavný tlumicí prvek ·4 vytvořený z plného feromagnetického materiálu může též tvořit část jádra 2 hlavního pólu J., nebo jádra 2 hlavního pólu 1 může být provedeno celé z plného feromagnetického materiálu. Na obr. 4 je znázorněn hlavní pól 1, jehož jádro 2 3^e provedeno celé z plného feromagnetického materiálu a zasahuje do statorového jha 2.

U provedení stroje podle obr. 2 a 3 je přídavný tlumicí prvek £ tvořen závitem nakrátko, přičemž u provedení podle obr. 2 je závit nakrátko umístěn na pólovém nástavci J hlavního pólu J_, kdežto u provedení podle obr. 3 je závit nakrátko umístěn na jádře 2 hlavního pólu _1_.

Přídavné tlumicí prvky £ podle vynálezu, zařazené v magnetickém obvodu hlavního pólu J., ale mimo magnetický obvod pomocných pólů, omezují pulsaci magnetického toku, který se uzavírá magnetickým obvodem hlavních pólů _1_ a prochází komutující cívkou.

Claims (7)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Stejnosměrný elektrický stroj točivý s celolistěným magnetickým obvodem pomocných pólů, vyznačující se tím, že v magnetickém obvodu hlavních pólů (1 ), ale mimo magnetický obvod pomocných pólů, je zažazen přídavný tlumicí prvek (4) pro omezení pulsace magnetického toku uzavírajícího se magnetickým obvodem hlavních pólů a procházejícího komutující cívkou.
2. 2. Stejnosměrný elektrický stroj točivý podle bodu 1, vyznačující se tím, že přídavný tlumicí prvek (4 ) tvoří alespoň část jádra (5) hlavního pólu (1) vytvořeného z plného feromagnetického materiálu.
3. 3. Stejnosměrný elektrický stroj točivý podle bodu 1, vyznačující se tím, že přídavný tlumicí prvek (4) tvoří část statorového jha (2) vytvořeného z plného feromagnetického materiálu.
4. 4. Stejnosměrný elektrický stroj točivý podle bodu 1, vyznačující se tím, že přídavný tlumicí prvek (4) tvoří část pólového nástavce (3) hlavního pólu (1).
5. 5. Stejnosměrný -elektrický stroj točivý podle bodu 1, vyznačující se tím, že přídavný tlumicí prvek (4) tvoří závit nakrátko na jádře (5) hlavního pólu (1).
6. 6. Stejnosměrný elektrický stroj točivý podle bodu 1, vyznačující se tím, že přídavný tlumicí prvek (4) tvoří závit nakrátko na pólovém nástavci (3) hlavního pólu (1).
7. 7. Stejnosměrný elektrický stroj točivý podle bodu 2, vyznačující se tím, že jádro (5) hlavního pólu (1) je vytvořeno celé z plného feromagnetického materiálu a zasahuje do statorového jha (2).