RU2024165C1

RU2024165C1 - Multipurpose commutator machine

Info

Publication number: RU2024165C1
Authority: RU
Inventors: Николай Михайлович Шацкий
Original assignee: Николай Михайлович Шацкий
Priority date: 1990-11-02
Filing date: 1990-11-02
Publication date: 1994-11-30

Abstract

FIELD: electrical engineering; ac and DC commutator machines. SUBSTANCE: inductor of commutator machine is inert, and brushes are shifted from geometrical neutral through angle at which one side of section closed by brushes is arranged under edge of inductor pole. Tp provide reversing, machine is furnished with second set of brushes shifted from geometrical neutral through the same angle as the first set of brushes but in opposite direction. EFFECT: enlarged operating capabilities. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике электропривода, а точнее - к коллекторным двигателям постоянного и переменного тока. The invention relates to techniques for electric drive, and more specifically to collector motors for direct and alternating current.

Аналогом предлагаемой машины является синхронно-реактивный двигатель переменного тока [1], поскольку одной из компонент вращающего момента предлагаемой машины является реактивная компонента. An analogue of the proposed machine is a synchronous-reactive alternating current motor [1], since one of the torque components of the proposed machine is a reactive component.

Прототипом предлагаемой машины является коллекторный двигатель постоянного и переменного тока - универсальный коллекторный двигатель [1]. Он содержит индуктор с обмоткой возбуждения, якорь и щеточно-коллекторный узел. The prototype of the proposed machine is a direct and alternating current collector motor - a universal collector motor [1]. It contains an inductor with a field winding, an armature and a brush-collector assembly.

Недостатком прототипа является сложность и значительная материалоемкость его конструкции вследствие необходимости в его конструкции обмотки возбуждения. The disadvantage of the prototype is the complexity and significant material consumption of its design due to the need for its design of the field winding.

Цель изобретения - упрощение конструкции и улучшение материалоемкости. The purpose of the invention is to simplify the design and improve material consumption.

Цель достигается тем, что индуктор выполнен безобмоточным, а щетки размещены таким образом, что стороны замкнутой секции обмотки якоря или одна ее сторона сдвинуты от геометрической нейтрали на угол γ =

± ν эл. град., где α (эл.град.) - угол полюсной дуги; ν (эл.град.) - угол зубцового деления якоря.The goal is achieved in that the inductor is made without winding, and the brushes are placed in such a way that the sides of the closed section of the armature winding or one of its sides are shifted from the geometric neutral angle γ =

± ν email hail., where α (el. hail.) - angle of the pole arc; ν (electric city) - the angle of the tooth division of the anchor.

Кроме того, тем, что, с целью расширения эксплуатационных свойств путем обеспечения реверсивности, она снабжена вторым комплектом щеток размещенных со сдвигом α ± ν (эл.гр.) относительно щеток первого комплекта. In addition, in order to expand operational properties by providing reversibility, it is equipped with a second set of brushes placed with a shift of α ± ν (electric gr.) Relative to the brushes of the first set.

На фиг.1 схематически показана предлагаемая машина; на фиг.2 поясняется принцип образования крутящего момента данной машины. Figure 1 schematically shows the proposed machine; figure 2 explains the principle of formation of torque of this machine.

Машина содержит безобмоточный индуктор 1 с полюсными выступами 2, угол полюсной дуги 3 которых равен α (эл.град.), и якорь, имеющий магнитопровод 4 с пазами 5, коллектор 6 с ламелями 7 и обмотку со сторонами 8 и лобовыми частями 9 ее секций, выводы 10 и 11 которых запаяны на соседние ламели коллектора. Щетки 12 установлены в таком положении, при котором одна (для обмотки с укороченным шагом или кольцевого якоря) или обе (при полном шаге обмотки) стороны замкнутой щеткой секции обмотки якоря смещены от геометрической нейтрали 13 в окрестности 14 границ 15 полюсных выступов 2 на угол 16, равный γ (эл.град.). При этом γ =

± ν, где ν (эл.град.) - угол 17 зубцового деления якоря. Очевидно, что при запайке выводов 10 на ближайшие к их пазам ламели коллектора щетки сдвинуты от геометрической нейтрали также примерно на угол γ и оказываются в окрестности 14 границ 15 полюсных выступов 2, кака это показано на фиг.1. При других вариантах распайки выводов секций обмотки якоря этот угол может быть другим, в том числе щетки могут занимать положение на геометрической нейтрали 13. Машина может содержать второй комплект щеток, размещенных со сдвигом на угол α ± ν (эл.град.) относительно щеток первого комплекта, необходимый для реверсирования машины.The machine contains a windingless inductor 1 with pole projections 2, the angle of the pole arc 3 of which is α (electric grad.), And an armature having a magnetic circuit 4 with grooves 5, a collector 6 with slats 7 and a winding with sides 8 and frontal parts 9 of its sections ,

conclusions

10 and 11 of which are soldered to adjacent collector lamellas. The brushes 12 are installed in a position in which one (for the winding with a shortened pitch or an annular armature) or both (at the full step of the winding) of the side of the closed by brush section of the armature winding are offset from the geometric neutral 13 in the vicinity of 14 borders 15 of the pole ledges 2 at an angle of 16 equal to γ (city). Moreover, γ =

± ν, where ν (electric grad.) - angle 17 of the tooth division of the anchor. It is obvious that when sealing the leads 10 to the lamellas of the collector closest to their grooves, the brushes are also shifted from the geometric neutral by an angle γ and are in the vicinity of 14 borders of 15 pole ledges 2, as shown in Fig. 1. With other options for desoldering the conclusions of the sections of the armature winding, this angle may be different, including the brushes may occupy a position on the geometric neutral 13. The machine may contain a second set of brushes placed with an angle shift of ± ± ν (electric grad.) Relative to the brushes of the first kit needed to reverse the machine.

Машина работает следующим образом. При подаче напряжения на щетки 12 в обмотке якоря возникает сисема токов, показанная на фиг.1 крестиками и точками на сечениях сторон 8 секций обмотки, и машина намагничивается собственным магнитным полем якоря. Его образуют токи в пазах якоря, выходящих в межполюсное пространство 18 индуктора 1. На фиг.2 эти пазы условно замечены одной парой, в которой размещена эквивалентная секция 19 обмотки якоря, намагничивающая машину. Пазы, выходящие под полюсные выступы, также заменены парой пазов, в которых показана эквивалентная секция 20. Поле секции 19 изображено линиями 21 индукции. При повороте якоря в пределах невыхода сторон секции 19 из межполюсного пространства 18 картина этого поля неизменна и эквивалентна внешнему возбуждению. Секция 20, согласно закону Ампера, создает вращающий момент с направлением, не зависящим от полярности напряжения на щетках. Движение направлено так, что витки из межполюсного пространства движутся в направлении той границы 15 полюсного выступа, в окрестности которой секция обмотки замыкается щеткой. В ту же сторону вращается якорь и реактивная составляющая вращающего момента, стремящаяся увеличить поток машины, а поток машины максимален, когда линия раздела 22 совпадает с линией 23, перпендикулярной геометрической нейтрали, вдоль которой магнитная проводимость индуктора максимальна. Линия раздела 22 разделяет на окружности якоря сектора с разными направлениями пазовых токов, и намагничивающая сила якоря максимальная вдоль этой линии. Для изменения направления вращающего момента необходимо иметь второй комплект щеток или один подвижный комплект. Таким образом, по сравнению с прототипом устройство позволяет улучшить материалоемкость за счет отсутствия обмотки возбуждения и уменьшения диаметра индуктора. The machine operates as follows. When voltage is applied to the brushes 12 in the armature winding, a current system appears, shown in Fig. 1 by crosses and dots on the cross sections of the sides 8 of the winding sections, and the machine is magnetized by the armature's own magnetic field. It is formed by currents in the grooves of the armature extending into the interpolar space 18 of the inductor 1. In FIG. 2, these grooves are conditionally spotted by one pair in which the equivalent section 19 of the armature winding magnetizing the machine is placed. The grooves extending under the pole projections are also replaced by a pair of grooves in which an equivalent section 20 is shown. The field of section 19 is shown by induction lines 21. When the armature is rotated within the absence of the sides of section 19 from the interpolar space 18, the picture of this field is unchanged and is equivalent to external excitation. Section 20, according to Ampere's law, creates a torque with a direction that does not depend on the polarity of the voltage on the brushes. The movement is directed so that the turns from the interpolar space move in the direction of that border 15 of the pole protrusion, in the vicinity of which the winding section is closed with a brush. The armature and the reactive component of the torque rotate in the same direction, which tends to increase the flow of the machine, and the flow of the machine is maximum when the dividing line 22 coincides with the line 23, perpendicular to the geometric neutral along which the magnetic conductivity of the inductor is maximum. The dividing line 22 divides on the circumference of the armature of the sector with different directions of the groove currents, and the magnetizing force of the armature is maximum along this line. To change the direction of torque, you must have a second set of brushes or one movable set. Thus, in comparison with the prototype, the device allows to improve the consumption of materials due to the absence of the field winding and the reduction of the diameter of the inductor.

Claims

1. UNIVERSAL COLLECTOR ELECTRIC MACHINE, comprising an inductor, an armature with a winding and a brush-collector unit, characterized in that, in order to simplify and improve material consumption, the inductor is made without winding, and the brushes are placed so that at least one side of the closed section of the winding the anchors are shifted from geometric neutral by an angle γ = (180-α) / 2 ± ν, where α is the angle of the pole arc, electric grad., ν is the angle of tooth division of the anchor, electric grad.

2. The machine according to claim 1, characterized in that, in order to expand operational properties by ensuring reversibility, it is equipped with a second set of brushes placed with a shift of α ± ν _el. electric city regarding the brushes of the first set.