RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWE) OPIS PATENTOWY Nr 42991 KI. 21 d1, 49 Instytut Elektrotechniki*) Warszawa, Polska Prqdnico prostownikowa Patent trwa od dnia 22 listopada 1958 r.Przedmiotem wynalazku jest maszyna elek¬ tryczna do wytwarzania pradu stalego, której glówna cecha, odrózniajaca ja od pradnicy ko¬ mutatorowej, jest zastapienie komutatora przez uklad elementów prostownikowych, np. pól¬ przewodnikowych.Pradnice komutatorowe posiadaja szereg po¬ waznych wad, wynikajacych z zastosowania komutatora. Prostowanie pradu odbywa sie w nich w sposób mechaniczny, daleki od dos¬ konalosci, powodujacy iskrzenie oraz zuzywa¬ nie komutatora i szczotek. Mozliwosc uzyska¬ nia pradów o duzym natezeniu jest bardzo ograniczona ze wzgledu na konstrukcje komu¬ tatora i na trudnosci komutacji. Z tych sa¬ mych powodów ograniczone sa mozliwosci wy¬ konania pradnic komutatorowych na bardzo duze predkosci obrotowe.Pradnica, bedaca przedmiotem wynalazku, *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórcA wynalazku jest mgr inz. Ryszard Zdrojewski przedstawiona schematycznie na rysunku, nie posiada komutatora, problem komutacji w niej nie wystepuje i dlatego pozbawiona jest powyz¬ szych wad. Jej twornik posiada uzwojenie wie¬ lofazowe 1, umieszczone w zlobkach. Korzyst¬ nie jest, jesli liczba zlobków na biegun i faze twornika jest bardzo mala i wynosi np. 1.Wtedy liczba faz twornika jest równa liczbie zlobków na biegun i moze wynosic np. 10, 15 lub wiecej. Poszczególne fazy twornika moga byc ze soba laczone w gwiazde lub inny uklad, lub moga nie posiadac zadnego bezposredniego polaczenia miedzy soba. Natomiast wszystkie fazy twornika sa polaczone ze soba pierscie¬ niami zbiorczymi 2 za posrednictwem elemen¬ tów prostownikowych 3f.jak uwidoczniono na rysunku. Te pierscienie zbiorcze stanowia ele¬ ktryczne bieguny plus i minus twornika, do których dolacza sie zewnetrzny cpór r (odbior- S.eon. zmienne, indutowfe* poszczegól- nych fazach twornika, powcntója powstaniew tworrfiku pradu zmiennego wielofazowego, kosci obrotowej i liczby zlobków na calym ob- który po wyprostowaniu przez uklad prostów-. wodzie. Czestotliwosc moze wiec byc* bardzo ; ników przeplywa przez opór uzytkowy r w je- duza, np. rzedu tysiaca lub kilku tysiecy na ^nyra kierunku. ^-¦¦¦* •', sekunde. Amplituda pulsacji jest niezmiernie ^ Istotna cecha* pradnicy polega na tym, ze mala dzieki duzej liczbie faz i lagodzacemu I przez nadanie odpowiednio duzego rozprosze- dzd&laniu oporu indukcyjnego rozproszenia * nia magnetycznego uzwojeniom twornika; (np. twornika. Wstawianie dodatkowe dlawika in- przez zastosowanie pólzamknieiyeh zlobków, indukcyjnego w obwód uzytkowy jest zbedne, wykonanych dostatecznie gleboko w zelazje)-Cpod wzgledem wlasciwosci pradu wyprostowa- tym wiekszego, im bardziej ksztalt sily elektro-* nego pradnica nie ustepuje wiec pradnicom motorycznej, indukowanej w fazie przez glów- komutatorowym. ne pole magnetyczne w czasie prostowania pra- s.e.m. fazowe twornika sa indukowane przez du tej fazy,, odbiega ód ksztaltu plaskiego, cza^ ukla^ wzbudzajacy, przy czym mozliwe sa przeplywu pradu wyprostowanego^ w-kazdym r dwie odmi9I1^ Wykonania. W odmianie pierw- elemencie prostownikowym moze byc, w fcai- , szej twormk i prostowniki znajduja sie w stó- dym okresie s.e.m. indukowanej znacznie dluz- janie { sa nieruchome, natomiast magnesnica siy niz --; gdzie^-oznacza okres s.e.rri. inllU-" ~z uzwojeniem wzbudzajacym wiruje. - - : - kowanejmw fazie, m oznacza liczbe faz twór- Maszyna spelnia wtedy role normalnej prad. nika,, a nawet czas ten moze byc równy pól nicy P^du staleS°- w odmianie drugiej twor- Y nik i prostowniki znajduja sie na wirniku, na- okresu -lub bardzo bliski tej wartosci. tomiast magnesnica z uzwojeniem wzbudz^ Dzieki tej wlasnosci istnieje inozliwosc rów- cym znajduje"-sie w stojanie. Prostowniki i noczesnego zasilania obwodu uzytkowego pra- uzwojenie twornika musza byc wtedy zabez- dem wszystkich faz lub znacznej czesci faz (pra- pieczone przed dzialaniem sily odsrodkowej, ca równolegla faz) i mozliwosc wykonania prad- Taka pradnica posiada wiec „wirujace" zaci- nicy na bardzo duze natezenie pradu i na bardzo ski i moze sluzyc np. jako wzbudnica do ma- duze moce, przekraczajace mozliwosci pradnic szyn synchronicznych bezposrednio z nia sprze- fcomutatorowych. ganych bez koniecznosci stosowania czesci tra- Liczba faz pracujacych w kazdej chwili rów- cych sie w postaci pierscieni slizgowych nolegle oraz ksztalt krzywej pradu w nich i szczotek. Polaczenie elektryczne miedzy twor- plynacego zalezy od wartosci indukcyjnego nikiem pradnicy i uzwojeniem wzbudzajacym ^ oporu rozproszenia uzwojenia twornika,' od maszyny synchronicznej powinno wtedy prze- ksztaltu s.e.ih. indukowanej w fazach i ihnyeh biegac srodkiem ich walu, a na dlugosci spfze- czynników, jak np. opór czynny uzwojenia, gla powinno byc'wykonane sztywno lub ela- spadek napiecia na prostownikach, ksztalt na- "stycznie, zaleznie ód rodzaju sprzegla/ biegunnika, wreszcie Ód wartosci pradu óbcia- Uklad Wzbudzajacy pradnicy posiada zasad¬ zenia. Te czynniki moznar tak dobrac, ze po- niczo dwa uzwojenia: uzwojenie AB, którego czawszy od obciazenia, niewiele odbiegajacego przeplyw dziala wzdluz osi bieguna magnesni- od biegu jalowego, az tió stanu zwarcia znacz- -fyt rozmieszczone podobnie jak uzwojenie na czesc faz lub wszystkie fazy twornika mó- wzbudzajace w pradnicy komutatorowej, oraz ga pracowac równolegle. Najistotniejsza role uzwojenie CD, Rtóregó'przeplyw dziala ^w po- ^/^"'*ych czynników, poza ksztaltem sily priek osibieguna magnesnicy, rozmieszczone w '^ilKtrómotorycznej, indukowanej w fazie przez -zlobkach nabiegunnika, podobnie jak uzwojenie -glówne poie magnetyczne i zwiazanym z nim * kompensacyjhe w pradnicy komutatorowej, ksztaltem tego pola, odgrywa jednak rozprósze- Przeplyw uzwojenia Ctf ma na celu skompen- nie magnetyczne uzwojen tworpika"^ które nie sowanie oddzialyWahia twornika oraz nadanie dopuszcza do gwallównyeh zmian wartosci pra- pradom fazowym przebiegu zblizonego do si- du w fazach i przedluza czas przeplywu pra- -nusoidy? *^ ^ -cf ^^ du wyprostowanego w elementach prostowni- Obydwa[uzwojenia.-*** \?CD nioga byc iola- kowych. czohe ze soba szeregowo i zasilane ze zródla Prad wyprostowany pradnicy posiada pulsa- obcego regulowanym pradem stalym. W takim cje, której czestotliwosc przy jednym zlóbku ukladzie pradnica, nadaje sle szczególnie do- na biegun i faze jest równa iloczynowi pred- brze do pracy na staly opór uzytkowy n przy - 2 — cC7ZTJ. i czulacja pradu i nupi^a uzytkowego odbywa sie przez zmiane pradu wzbudzenia w obydwu uzwojeniach. Pradnica moze byc wtedy zastosowana jako wzbudnica maszyn synchronicznych.Jesli ze zródla obcego zasilic pradem sta¬ lym wylacznie uzwojenie CD, natomiast uzwo¬ jenie AB polaczyc na napiecie wyprostowane (uzytkowe) pradnicy, wówczas prad uzytkowy pradnicy utrzymuje w przyblizeniu stala war¬ tosc, niezalezna od wielkosci oporu uzytkowego r w zakresie od r = 0 do pewnej wartosci gra¬ nicznej, uwarunkowanej nasyceniem zelaza.Ten uklad wymaga zainstalowania na wirni¬ ku dwóch pierscieni slizgowych, sluzacych je¬ dnak wylacznie do poboru pradu wzbudzaja¬ cego, stanowiacego bardzo maly ulamek pra¬ du uzytkowego.Mozliwe sa równiez inne uklady wzbudzenia oraz wykonanie magnesnicy bez uzwojenia „poprzecznego" CD.Korzystne jest takie zwymiarówanie magne¬ snicy, zeby szerokosc nabiegunnika byla nie¬ wiele mniejsza od podzialki biegunowej oraz, aby przy biegu jalowym przeplyw uzwojenia AB przy nieczynnym uzwojeniu CD (Jawal w szczelinie' indukcje magnetyczna mozliwie sta¬ la ns:calej szerokosci nabiegunnika. Im bar¬ dziej plaski jest ten rozklad pola pod nabie- gunnikiem, tym mniejszy moze byc opór in* dukcyjny rozproszenia twornika. .•' ~ ' • .. PL