PL48768B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 21. I. 1965 48768 KI. 21 d1, 17 MKP UKD H 02 k lfhl(D ,^IBUOT£KA "¦'¦'¦''. ^-nUs; l-civei Twórca wynalazku i Aleksander Ligaszewski, Bielsko-Biala (Polska) wlasciciel patentu: Maszyna elektryczna z wirujaca magnesnica i sprzezonymi komutatorami Maszyna elektryczna z wirujaca magnesnica i sprzezonymi komutatorami jest maszyna uni¬ wersalna, która moze pracowac jako silnik lub generator -pradu stalego lub zmiennego w ukla¬ dach dostosowanych do potrzeb. 5 W maszynie wedlug wynalazku wirujaca ma¬ gnesnica zasilana pradem stalym wytwarza w uzwojeniu stojana prad zmienny. Zwojnice fa¬ zowe uzwojenia stojana polaczone sa ze szczot¬ kami komutatora, który zmienny prad stojana io zamienia na pulsujacy prad jednokierunkowy.Wyprostowany prad z komutatora, poprzez pier¬ scienie, skierowany jest do zasilania uzwojenia magnesnicy i obwodu zewnetrznego.Stojan maszyny sklada sie z jednego lub dwu 15 pakietów izolowanych blach ferromagnetycz¬ nych osadzonych w jednej tulei wykonanej w postaci odlewu zeliwnego, aluminiowego lub tworzywa sztucznego. Dwufazowe uzwojenie sto¬ jana umieszczone jest na jednym lub dwu pa- 20 kietach blach. Zwojnica fazowa sklada sie z jed¬ nej lub wiekszej ilosci cewek, które w zaleznos¬ ci od charakterystyki maszyny, jaka chce sie otrzymac, laczy sie szeregowo' lub równolegle przy pomocy nastawnika uruchamianego recz- 25 nie lub automatycznie. Jezeli stojan sklada sie z jednego pakietu, to oba uzwojenia fazowe umieszczone sa na nim i przesuniete wzgledem siebie o kat 90°. Jezeli natomiast stojan sklada sie z dwu pakietów, to na kazdym z pakietów 30 umieszczone jest jedno uzwojenie fazowe. Uzwo¬ jenia jednofazowe obu pakietów przesuniete sa równiez wzgledem siebie o kat 90°. Kazda z faz dolaczona jest poprzez szczotki do dwusegmen- towego komutatora, znajdujacego sie na osi wi¬ rujacej magnesinicy. Dwa komutatory obu uzwo¬ jen fazowych polozone sa obok siebie i znajduja sie wewnatrz pierscienia izolacyjnego, stanowia¬ cego uchwyt szczotek, które mozna nastawiac na komutatorze ruchem obrotowym recznie lub au¬ tomatycznie.Budowa sprzezonych z soba mechanicznie i elektrycznie w jedna calosc komutatorów sta¬ nowi uproszczenie konstrukcyjne w stosunku do komutatorów powszechnie znanych. Srednica ich jest mniejsza, a budowa silniejsza.Obok komutatorów umieszczcne sa dwa pier¬ scienie slizgowe, z których kazdy polaczony jest z jednym segmentem jednego z komutatorów, to znaczy, ze kazdy z pierscieni polaczony jest z oddzielnym komutatorem. Pierscienie sprzezo¬ ne sa mechanicznie i elektrycznie z komutatora¬ mi, tworzac jeden zwarty element konstrukcyj¬ ny.Szczotki umieszczone na pierscieniach stano¬ wia bieguny maszyny, z których wyprostowany prad zasila obwód zewnetrzny i uzwojenie wi¬ rujacej magnesnicy.Maszyna wedlug wynalazku moze pracowac jako silnik lub generator pradu stalego w ukla- 4876848 3 dzie szeregowym, bociznikowym lub szeregowo- bocznikowym, jako komutatorowy jednofazowy silnik pradu zmiennego lub jako samorozrucho- wy dwufazowy silnik synchroniczny.Chcac uruchomic maszyne jako silnik synchro¬ niczny, nalezy go uruchomic jako silnik komu¬ tatorowy, a po uzyskaniu obrotów zblizonych do synchronicznych przelaczyc na prace silnika synchronicznego.Maszyna wedlug wynalazku moze równiez pra¬ cowac jako samowzbudny dwufazowy generator synchroniczny pradu zmiennego.Maszyna wedlug wynalazku moze byc chlo¬ dzona powszechnie stosowanym ukladem po¬ wietrznym, wzglednie innym, jak np. stojan maszyny przy zastosowaniu specjalnej konstruk¬ cji chlodzony jest olejem, a wirujaca magnesni- ca powietrzem.Fig. 1 rysunku przedstawia fragment piono¬ wego przekroju poprzecznego maszyny z dwo¬ ma skrzyzowanymi zwojnicami w stojamie, we¬ wnatrz którego na oisi obrotu jest magmesnica z uzwojeniem wzbudzenia maszyny i pierscienie slizgowe ze szczotkami stanowiacymi bieguny maszyny, fig. 2 — fragment podluznego przekro¬ ju pionowego maszyny, w którym pokazano uzwojony stojan, a wewnatrz niego maginesnice, uchwyt szczotkowy nastawny przy pomocy auto- jjnatu, sprzezone komutatory i pierscienie slizgo¬ we ze szczotkami biegunowymi oraz system chlo¬ dzenia powietrzno-olejowego, fig. 3 — schemat ideowy ukladu elektro-magnetycznego maszyny i automatu elektrodynamicznego 'do nastawia¬ nia uchwytu ze szczotkami, fig. 4 —fragment podluznego przekroju maszyny z dwoma równo¬ leglymi pakietami blach stojana, zawierajacymi pojedyncze zwojnice, umieszczone w zbiorniku z olejem izolacyjnym oraz magnesnica chlodzo¬ na powietrzem, fig. 5 — sposób polaczenia zbiornika oleju z uzwojonymi pakietami stoja¬ na, fig. 6 — fragment poprzecznego przekroju pionowego nastawnego pierscieniowego uchwytu szczotkowego, wewnatrz którego osadzone sa na osi obrotu .sprzezone komutatory, fig. 7 — fra¬ gment podluznego przekroju pionowego przez pierscieniowy uchwyt szczotkowy, automat do nastawiania tego uchwytu, uchwyt dla szczotek biegunowych oraz osadzone na osi- obrotu sprze¬ zone komutatory z pierscieniami slizgowymi, fig. 8 — sposób przeprowadzenia przewodów od segmentów komutatorów do uzwojenia magne- snicy przez tarcze tulejki stalowej, na której osadzone sa komutatory z pierscieniami slizgo¬ wymi, a fig. 9 — schemat ideowy maszyny pracujacej jako silnik szeregowy pradu stale¬ go.Na rysunku liczba 112 oznaczono fazowe uzwojenia stojana przesuniete wzgledem siebie o kat 90°, ^ — magnesnice z uzwojeniem wzbu¬ dzajacym, 4 i 5 — pierscienie slizgowe, 6 17 komutatory zawierajace po dwa segmenty, 8 — zbiornik oleju, 9 — automat do nastawiania szczotek komutatora z oporem bocznikowym, 10 — styki slizgowe, 11 — szyny slizgowe, 12 — szczotki komutatora umieszczone w uchwycie 768 4 pierscieniowym i "polaczone z szynami stykowy- - mi i koncówkami uzwojen stojana, 13 — nieru- % choma magnesnice automatu, 14 — element obrotowy automatu, 15 — tulejke uchwytu 5 szczotek komutatora, na której osadzony jest element obrotowy automatu, 16 — sprezyne sli¬ makowa lub spiralna, hamujaca ruch elementu obrotowego, 17 —magnesnice, 18 — dwa jedno¬ fazowo uzwojone pakiety stojana, 19 — scianke io zbiornika oleju, 20 — kanal przeplywowy oleju, 21 — zewnetrzny krazek pakietu izolowanych blach stojana, 22 — kliny izolacyjne, zamykaja¬ ce zlobki stojana z uzwojeniem, 23 — uchwyt pierscieniowy z masy izolacyjnej ze szczotkami 15 weglowymi, dociskanymi do komutatorów przy pomocy tloczków i sprezyn, 24 —r uchwyt ze szczotkami biegunowymi maszyny, 25 i 26 — lozyska, w których obraca sie tulejka uchwytu pierscieniowego ze szczotkami komutatora, 27— 20 zlacze sprzegajace z soba segment jednego ko¬ mutatora z segmentem drugiego komutatora, 28 — segmenty komutatarów, polaczone pólrurko- wymi przewodami z pierscieniami slizgowymi, 29 — pierscienie stalowe, obejmujace elementy 25 komutatorów, 30 — kolnierz tulejki stalowej, do którego docisniete sa wszystkie elementy komu¬ tatorów wraz z pierscieniami slizgowymi, 31 — sruby dociskajace, 32 — koncówki uzwojenia magnesnicy. 30 Dzialanie maszyny jako samowzbudnego gene¬ ratora pradu stalego w ukladzie równoleglym przedstawione jest na schemacie ideowym ry¬ sunku fig. 3. Sprzezone komutatory 6 i 7, które umieszczone sa obok siebie na osi obrotu, sta- 35 nowia calosc i sa dla przejrzystosci rozdzielone.Równiez zostaly rozdzielone, znajdujace sie na jednym pakiecie stojana, zwojnice 1 i 2. Biegu¬ ny JV i S namagnesowanego rdzenia magnesni¬ cy, wirujacej z predkoscia znamionowa induku- 40 ja w uzwojeniu stojana 1 w danej chwili ma¬ ksymalna s.e.m. Równoczesnie wartosc s.e.m. indukowanej w zwojnicy stojana 2 jest równa zeru. Obwód pradu jest stale zamkniety przez uzwojenie wzbudzenia. Prad wzbudzenia plynie 45 z dodatniego pierscienia slizgowego 5 przez uzwojenie wzbudzenia 3, pierscien slizgowy 4, segment komutatora 6, nieruchoma szczotke we¬ glowa 12, szyne stykowa 11, styk slizgowy 10, uzwojenie stojana 1, drugi styk slizgowy i szy- 50 ne stykowa, segment komutatora 6, segment ko¬ mutatora 7, z którego prad plynie do drugiego segmentu komutatora równoczesnie trzema dro¬ gami: przez zwojnice stojana 2 ,oraz dolaczone do koncówek tej zwojnicy obie weglowe szczotki, 55. zwierajace segmenty kcmutatora. Gdy magne¬ snica obróci sie o kat 45°, obie zwojnice wy¬ twarzaja napiecie w kierunku zgodnym. Prad wzbudzenia w zwojnicy 3 stopniowo wzrasta, a wraz z nim wzrasta napiecie na zaciskach ma- 60 szyny az do chwili, gdy rdzen stalowy magne¬ snicy osiagnie stan magnetycznego nasycenia.Regulacji napiecia mozna dokonac przez regula¬ cje pradu wzbudzenia, stosujac dodatkowy po¬ mocniczy pierscien slizgowy, do którego dola- 65 czona jest jedna z koncówek magnesnicy, a po-5 48 768 6 miedzy szczotka pierscienia pomocniczego i jed¬ na ze szczotek glównych wlaczony jest opór re¬ gulacyjny. Prad glówny z pierscienia 5 przez szczotke biegunowa i przez automat do nasta¬ wiania szczotek 9 wplywa do drugiej szczotki biegunowej i pierscienia (4, a nastepnie plynie razem z pradem wzbudzenia. Zrmiamy pradu glównego powoduja, ze na element obrotowy au¬ tomatu 14, osadzonego na tulejce 15 uchwytu szczotkowego 23, dziala proporcjonalny do pradu glównego moment obrotowy, równowazony mo¬ mentem hamujacym sprezyny 16 i w ten spo¬ sób szczotki sa nastawiane zaleznie od stanu obciazenia maszyny.Poniewaz uzwojenie stojana wytwarza prad zmienny, przeto ze szczotek 12 maszyna moze dac prad zmienny, a ze szczotek biegunowych pierscieni 4 i 5 prad staly.Jesli maszyna pracuje jako silnik pradu sta¬ lego, praci z sieci plynie przez szczotke bieguno¬ wa do pierscienia slizgowego 5 i tutaj rozgale¬ zia sie. Prad magnesujacy, zgodnie z kierunkiem, jaki byl, gdy maszyna dzialala .Jako generator, plynie przez zwojnice magnesniic^ wirujacej 3, pierscien 4, szczotke biegunowa i automat do nastawiania szczotek 9 do minusowego przewo¬ du sieci. Prad glówny plynie w kierunku prze¬ ciwnym, jaki mial, gdy maszyna dzialala jako generator, przez segment plusowy komutatora 7, obie szczotki zwierajace oraz zwojnice stojana, 2, segmenty komutatora 6, szczotke weglowa i zwojnice stojana 1, druga szczotke weglowa 12, segment komutatora, pierscien 4, szczotke bie¬ gunowa i automat 9, do minusowego przewodu sieci.Pomiedzy nieruchome szczotki 12 uzwojenia stojana 1, mozna zalaczyc równolegle dwie lub wliecej jednakowych zwojnic i taka sama ilosc jednakowych^ zwojnic równoleglych pomiedzy 5 szczotki zwojnicy stojana 2. Przy pomocy na¬ stawnika mozna te uzwojenia laczyc szeregowo albo równolegle, dokonujac w ten sposób roz¬ ruchu oraz regulacji obrotów bez strat w dodat¬ kowym oporze rozruchowym. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1, Maszyna elektryczna z wirujaca rnagnesnica i sprzezonymi komutatorami, w której uzwo- 15 jenie magnesnicy zasilane jest pradem sta¬ lym otrzymanym z obwodu stojana przez ko¬ mutator, znamienna tym, ze stojan ma¬ szyny ma uzwojenie dwufazowe, którego obie fazy sa umieszczone na jednym pakiecie 20 blach, lub kazda faza uzwojenia nawinieta jest na dwu oddzielnych pakietach, a na osi magnesnicy wirujacej (3) umieszczone sa dwa pierscienie slizgowe i dwa komutatory dwu- segmentowe (6, 7), nie polaczone bezposre- 25 dnio z uzwojeniem i sprzezone z soba tak, ze dwa segmenty oddzielnych komutatorów sa polaczone z soba (27), pozostale zas polaczo¬ ne sa z pierscieniami (4, 5) wspólpracujacy¬ mi ze szczotkami stanowiacymi bieguny ma- 30 szyny, a dwie pary szczotek (12) komutato¬ rów przesuniete sa wzgledem siebie o kat 90° i kazda z par polaczona jest z osobnym uzwo¬ jeniem fazowym stojana (1, 2).

2. Maszyna wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze 35 komutatory (6, 7) i pierscienie (4, 5) stano¬ wia jeden zablokowany element komutacyjny. 15 20 3048 768 f/g.1 2072. RSW „Prasa", Kielce. Nakl. 350 egz. JTEKA ^ l J L i \J ''•ic-tii r-'.?r.lowego '.l: ¦;¦ i.;3j Ludonei PL