RU2142192C1 - Репульсионный двигатель - Google Patents
Репульсионный двигатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2142192C1 RU2142192C1 RU98104989/09A RU98104989A RU2142192C1 RU 2142192 C1 RU2142192 C1 RU 2142192C1 RU 98104989/09 A RU98104989/09 A RU 98104989/09A RU 98104989 A RU98104989 A RU 98104989A RU 2142192 C1 RU2142192 C1 RU 2142192C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- brushes
- motor
- winding
- repulsion
- motors
- Prior art date
Links
Landscapes
- Motor And Converter Starters (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электрооборудованию и электромашиностроению и может быть использовано в однофазных коллекторных двигателях большой мощности, которые используют на электрифицированных железных дорогах. В устройстве обмотка возбуждения выполнена по типу якорной и секционированной, причем каждая секция соединена с парой контактов, щетки шунтированы реактивным сопротивлением, выполненным с возможностью изменения величины индуктивности, обеспечивается возможность при неподвижных щетках индуктировать пусковой ток, создавать пусковой момент и увеличивать его до максимального значения и за счет этого дистанционно управлять пуском и работой репульсионного двигателя, при этом исключено использование механизма перемещения щеточной траверсы. Изменение режимов работы двигателя может осуществляться более простыми средствами, а наличие индуктивных сопротивлений в цепи коммутируемых секций улучшает условия коммутации на коллекторе, что увеличивает срок службы двигателя. Изобретение позволяет обеспечить возможность дистанционного управления пуском и работой электродвигателя, улучшить условия коммутации. 1 ил.
Description
Изобретение относится к электрооборудованию и электромашиностроению и может быть использовано в однофазных коллекторных двигателях большой мощности, которые используют на электрифицированных железных дорогах.
Известно, что однофазные коллекторные двигатели широко применяются в бытовых электроприборах. Обычно их мощность не превышает сотен ватт, а частота вращения доходит до 30000 об/мин. Известно также применение мощных коллекторных двигателей мощностью до 1500 кВт. Электротяга может осуществляться на постоянном и переменном токах, и однофазные коллекторные электродвигатели выпускают универсальными, то есть такими, которые могут работать на постоянном и переменном токе. На железных дорогах, электрифицированных на переменном токе 25-30 кВ, на электровозах, например, устанавливают понижающие трансформаторы и выпрямители, питающие тяговые двигатели [1, 2].
При конструировании и эксплуатации однофазных коллекторных двигателей основные проблемы, которые приходтся решать разработчикам, связаны с проблемами коммутации и возбуждения. Двигатели небольшой мощности выполняют без добавочных полюсов. Для улучшения коммутации в коллекторных двигателях большей мощности используют компенсационные обмотки и добавочные полюсы. Однако добавочные полюсы в коллекторных машинах не могут скомпенсировать реактивную ЭДС и трансформаторную ЭДС во всех режимах работы, и коммутация в коллекторных двигателях переменного тока хуже, чем в машинах постоянного тока.
Среди однофазных коллекторных двигателей особое место занимают репульсионные. Репульсионными называют однофазные коллекторные двигатели, в которых обмотка ротора (якоря) не имеет электрической связи со статором и питающей сетью. Щетки этих двигателей замкнуты накоротко, и передача электрической энергии ротору происходит трансформаторным путем через магнитное поле. Регулирование скорости вращения этих двигателей осуществляют путем поворота щеток, а их пуск производят путем прямого включения на полное напряжение сети. Простота пуска и регулирования скорости обусловила определенное распространение репульсионных двигателей небольшой мощности (до P = 20-30 кВт) с одной парой щеток. Репульсионные двигатели большей мощности изготавливают с двойным комплектом щеток, что позволяет уменьшить ток под щеткой, а также более плавно регулировать частоту вращения. В репульсионных двигателях большой мощности применяют также компенсационную обмотку, которую соединяют последовательно с обмоткой возбуждения.
Так как у репульсионных двигателей положение щеток не фиксировано, то применение добавочных полюсов невозможно. Статоры этих двигателей выполняют с неявновыраженными полюсами. Улучшение условий коммутации возможно в основном только с помощью щеток с повышенным переходным сопротивлением и путем уменьшения числа витков секции обмотки якоря.
Таким образом, наиболее близким к заявляемому по назначению, технической сущности и достигаемому результату при использовании является репульсионный двигатель, содержащий статор с обмоткой возбуждения, якорь с обмоткой, коллектор и щетки [1]. Такой двигатель, как отмечено выше, характеризуется простотой пуска и регулирования скорости вращения. Однако ограниченное использование репульсионных двигателей объясняется сложностью дистанционного управления режимом работы, поскольку управление осуществляется только путем механического перемещения щеточной траверсы, при котором условия коммутации не являются удовлетворительными для большинства режимов эксплуатации двигателей.
Поэтому целью предлагаемого технического решения является обеспечение возможности дистанционного управления пуском и работой электродвигателя, улучшение условий коммутации.
Поставленная цель достигается тем, что в известном репульсионном двигателе, содержащем статор с обмоткой возбуждения, якорь с обмоткой, коллектор и щетки, согласно изобретению обмотка возбуждения выполнена по типу якорной и секционирована, при этом каждая секция соединена с парой контактов, а щетки шунтированы реактивным сопротивлением, выполненным с возможностью изменения индуктивности.
Прямое включение первой секции обмотки возбуждения равносильно повороту щеток относительно положения холостого хода на некоторый угол, при этом с помощью реактивного сопротивления устанавливается ток, соответствующий току рабочего режима двигателя. Последующее включение секций обмотки возбуждения равносильно повороту щеток на больших угол, а изменением реактивного сопротивления устанавливает ток в обмотке якоря, увеличивающий момент вращения в заданном направлении. Использование обмотки возбуждения, выполненной по типу якорной, обеспечивает условия плавного изменения режима работы двигателя включением необходимого количества секций.
Как видно из изложения сущности заявляемого решения, оно отличается от прототипа и, следовательно, является новым.
Решение также обладает изобретательским уровнем. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования репульсионного двигателя, в котором, вследствие выполнения обмотки возбуждения по типу якорной и секционированной, причем каждая секция которой соединена с парой контактов, и шунтирования щеток реактивным сопротивлением, выполненным с возможностью изменения величины индуктивности, обеспечивается возможность при неподвижных щетках индуктировать пусковой ток, создавать пусковой момент и увеличивать его до максимального значения, и за счет этого дистанционно управлять пуском и работой репульсионного двигателя.
Основной технический результат, который достигают заявляемым решением, заключается в том, что при управлении репульсионным двигателем исключается использование специальных механических устройств, обеспечивающих перемещение щеточной траверсы. Использование таких устройств не обеспечивает необходимых условий коммутации на коллекторе.
Известны устройства для регулирования возбуждения электродвигателей [3, 4]. Обмотки возбуждения подключают через трансформаторы и достаточно сложные схемы регулирования, включающие тиристоры. Такие схемы существенно удорожают устройства в целом и усложняют их эксплуатацию. Для улучшения возбуждения и условий коммутации в коллекторных однофазных двигателях используют компенсационные обмотки, добавочные полюсы и активные сопротивления. Но это в основном относится к двигателям с последовательным возбуждением. Известно также секционирование обмотки статора для подключения пускового тиристорного устройства, обеспечивающего пуск синхронного неявнополюсного двигателя типа СТА [5]. Однако такое секционирование применяют для снижения реактивной нагрузки, но не для управления моментом вращения. Шунтирование обмотки якоря реактивным сопротивлением в репульсионном двигателе для управления моментом вращения не применялось.
Решение также промышленно применимо. Оно может быть использовано на электротранспортере, в подъемно-транспортном оборудовании и т.п.
На чертеже схематично показано устройство заявляемого репульсионного двигателя.
Репульсионный двигатель содержит обмотку 1 статора (возбуждения), выполненную по типу якорной, имеющую три секции и три пары нормально разомкнутых контактов 2, 3, 4, соответствующих вращению якоря 5 вправо, и три секции и три пары таких же контактов 6, 7, 8, соответствующих вращению якоря 5 влево. На коллекторе 9 установлены неподвижно щетки 10. Нормально разомкнутые контакты 2-4 и 6-8 соединены с источником питания, например через понижающий трансформатор. Щетки 10 шунтированы реактивным сопротивлением 11, параллельно которому включены нормально разомкнутые контакты 12, 13, 14 таким образом, что их замыкание происходит после полного включения обмотки возбуждения для движения вправо или влево. Коммутирующие секции якоря имеют индуктивные сопротивления 15.
Репульсионный двигатель работает следующим образом. При замыкании контактов 2 в якоре 5 индуктируется ток 11 и двигатель развивает момент M1, вращаясь влево. При замыкании контактов 3 в якоре 5 индуктируется ток I2, двигатель развивает момент M2, вращаясь в том же направлении. При замыкании контактов 4 в якоре 5 индуктируется ток М3, двигатель развивает момент I3, вращаясь в том же направлении. Затем последовательно замыкают контакты 12, 13, 14, уменьшая реактивное сопротивление. В результате двигатель разовьет максимальный вращающий момент. При рекуперативном торможении или при изменении направления вращения последовательно включают контакты 6, 7, 8, а затем опять 12, 13, 14. Двигатель при этом получит крутящий момент вправо.
Испытания опытных образцов показали, что величина вращающего момента на каждой стадии запуска двигателя прямо зависит от доли включения обмотки возбуждения и величины индуктивного сопротивления в цепи якоря. При этом коммутация репульсионного двигателя удовлетворительная. На всех режимах работы двигателя искрение щеток по коллектору визуально не наблюдается.
Таким образом, с помощью предложенного технического решения осуществлено дистанционное управление репульсионным двигателем, при этом исключено использование механизма перемещения щеточной траверсы. Изменение режимов работы двигателя может осуществляться более простыми средствами, а наличие индуктивных сопротивлений в цепи коммутируемых секций улучшает условия коммутации на коллекторе, что увеличивает срок службы двигателя.
Литература
1. Копылов И. П. Электрические машины. - М.: Электроатомиздат, 1986. - 360 с.
1. Копылов И. П. Электрические машины. - М.: Электроатомиздат, 1986. - 360 с.
2. Вольдек А.И. Электрические машины. - Л.: Энергия, 1978, - 832 с.
3. Описание к авторскому свидетельству N 852659, М. кл. B 60 L 9/12, от 13.11.79.
4. Описание к авторскому свидетельству N 872331, М. кл. B 60 L 9/12, от 19.12.79.
5. Копылов И. П. Справочник по электрическим машинам. т. 1 - М.: Энергоиздат, 1988, с. 207-209.
Claims (1)
- Репульсионный двигатель, содержащий статор с обмоткой возбуждения, якорь с обмоткой, коллектор и щетки, отличающийся тем, что обмотка возбуждения выполнена по типу якорной, секционирована и каждая секция имеет пару контактов для подключения к источнику питания, а щетки шунтированы реактивным сопротивлением, выполненным с возможностью изменения индуктивности.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98104989/09A RU2142192C1 (ru) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | Репульсионный двигатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98104989/09A RU2142192C1 (ru) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | Репульсионный двигатель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2142192C1 true RU2142192C1 (ru) | 1999-11-27 |
Family
ID=20203550
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98104989/09A RU2142192C1 (ru) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | Репульсионный двигатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2142192C1 (ru) |
-
1998
- 1998-02-24 RU RU98104989/09A patent/RU2142192C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Копылов И.П. Справочник по электрическим машинам, т.1. - М.: Энергоиздат, 1988, с. 207-209. * |
Копылов И.П. Электрические машины. - М.: Энергоатомиздат, 1986, с. 360. Вольдек А.И. Электрические машины. - Л.: Энергия, 1978, с. 832. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100215534B1 (ko) | 2고정자 유도 동기 전동기 | |
US7327048B2 (en) | Hybrid gas turbine engine starter-generator | |
CN104242521B (zh) | 一种双模电动发电机 | |
JP7211771B2 (ja) | 電力変換装置、電力系統、および電力系統を制御する方法 | |
WO1997012438A9 (en) | Inverter-controlled induction machine with an extended speed range | |
EP2815488A2 (en) | Synchronous electric machine | |
KR100698218B1 (ko) | 하이브리드 인덕션 모터의 구동회로 | |
Yano et al. | Integrated motor-controlled independently by multi-inverters with pole and phase changes | |
RU2142192C1 (ru) | Репульсионный двигатель | |
Luo et al. | A synchronous/permanent magnet hybrid AC machine | |
CN1326311C (zh) | 永久磁体型同步电动机 | |
Singh et al. | Evaluation of sparse PWM converter for switched reluctance generator | |
RU2279173C2 (ru) | Индукторный двигатель | |
RU2423775C1 (ru) | Асинхронный вентильный двигатель | |
US2996648A (en) | Induction motor and control system | |
CN113746401B (zh) | 一种航空电励磁起动电机励磁回路拓扑结构及其励磁方法 | |
US1343451A (en) | Method and apparatus for starting motors | |
Bahram | Innovative DC Commutator-less Drive | |
Lund | Electrical Machines | |
Tomasini et al. | Active Stator Variable Speed Drive: 120 kW DC-fed demonstrator | |
JPH099696A (ja) | 可変速調相電動発電装置 | |
JP2000004504A (ja) | 電気式トルクコンバータの制御方式 | |
Bolton | Advanced Motor Technologies: Reluctance Motors | |
RU67355U1 (ru) | Пускорегулирующее устройство асинхронного электродвигателя с фазным ротором | |
JPH06153472A (ja) | 誘導機の運用方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050225 |