Изобретение относитс к коллектор ным электрическим машинам посто нног тока, в частности к машинам, малой, средней и большой мощности с широким диапазоном регулировани частоты вращени ослаблением пол при питании от источников посто нного и пуль сирующего напр жени Известно устройство дл улучшени коммутации реверсивной коллекторной электрической машины с корной обмоткой , в которой с целью сближени условий коммутации всех элементарных секций паза, одна из Активных сторон каждой бсорной катушки уложена с поворотом на- 180 . Этот поворот ведет к перераспределению коэффициентов самоиндукции секций таким образом , чтобы секци , перва заканчивающа коммутацию паза, имела максимальньй , последукщие секции - (ощий, а секци , последней заканчивающа коммутацию паза, - минимальный коэффициент самоиндукции 3. Недостатками дацного решени вл етс сложна технологи изготовлени и увеличение размера лобовых частей из-за их перекрещивани . Услови коммутации всех секций в пазу сбли жаютс лишь частично и достигнуть одинаковых условий коммутации всех секций паза данным методом практичес ки невозможно. Известно также устройство дл улу шени коммутации коллекторной электрической посто нного тока с дополнительными полюсами,в которой, с целью, расширени зоны безыскровой работы за счет устранени неидентичности Iпроцесса коммутации секций паза , вспомогательна обмотка состоит из двух встречно-намотанных катушек, размещенных на расщепленном наконечнике дополнительного полюса и соеди- ненных или последовательно или парал лельно с основной обмоткой дополнительного полюса. Такое соединение обмоток создает различную величину коммутирующего магнитного потока на кра х дополнительного полюса в функции тока кор С2. Однако ток кор , в функции которого осуществл етс управление, не несет полной информации о состо нии неидентичности, так как при любом то ке кор возможна пр молинейна , замедленна и ускоренна коммутаци . 72 Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс устройство дл улучшени коммутации коллекторной электрической машины с дополнительными полюсами в которой. с целью устранени неидентичности коммутации секций паза и расширени безыскровой зоны, вспомогательна обмотка выполнена в виде двух встречно выключенных катушек, размещенных на расщепленных полюсных наконечниках дополнительных полюсов. Вспомогательна обмотка подключаетс к выходу управл емого усилител мощности, на вход которого подаетс сигнал с датчика переменной составл ющей суммарного Добавочного тока коммутации. Под одним краем полюса магнитный поток вспомогательной обмотки совпадает с магнитным-потоком основной обмотки, а под другим краем направлен встречно . Таким образом, происходит перераспределение магнитного потока по юирине зоны коммутации, усиление потока в начале процесса коммутации и ослабление потока на завершанщем этапе t3 . Однако в машинах средней и большой мощности, имеюпщх малое активное сопротивление секций паза петушков и щеточного контакта, энерги предыдущих секций паза определ етс добавочным током коммутации, передаетс последук щм секци м паза за счет взаимоиндукции, поэтому и дополнительно введенна энерги от вспомогательной обмотки, расположенной на набегающем крае дополнительного полюса , также передаетс в последующие секции паза. Энерги , полученна последними секци ми паза, компенсируетс энергией, введенной от вспомогательной обмотки, расположенной на обегающем крае дополнительного полюса. Таким образом, суммарное воздействие потока вспомогательных обмоток на последние секции паза в машинах с коэффициентом взаимоиндукции близким к 1 и с малым активным сопроайвлением секций, петушков и щеточного контакта не достигает поставленной цели. Целью изобретени вл етс повышение коммутационной устойчивости и надежности в статических и динами еских режимах работы за счет устра-„ нени неидеМтичности коммутации секций паза. Поставленна цель достигаетс тем ЧТО устройство дл улучшени коммутации реверсивной машины посто нного тока с датчиком направлени вращени , вьтолненным в виде тахогенератора посто нного тока и установленным н одном валу с машиной, содержащее датчик добавочного toKa коммутации , соединенный с входом управл емого усилител мощности, один из вы ходов которого соединен с началами двух вспомогательных обмоток, размещенных в выполненных на кра х дополнительного полюса машины пазах, снаб жено электромагнитным реле с переключакицим контактом, два неподвижных контакта которого присоединены к концам вспомогательных обмоток, а подвижный контакт соединен с другим выходом усилител мощности, причем обмотка реле подсоединена к выходу тахогенератора посто нного тока. В качестве электромагнитного реле может быть использовано пол ризованное реле. На фиг. 1 изображена схема соединени вспомогательных обмоток с элек тромагнитным реле; на фиг. 2 - то же, с пол ризованным реле. На дополнительном полюсе 1 patno ложены основна 2 и две вспомогатель ные 3 и 4 обмотки. Начала обмоток соединены вместе и присоединены к выходу усилител мощности 5, концы вспомогательных обмоток присоединены к неподвижным контактам 6 и 7 электромагнитного или пол ризованного реле 8, подвижный контакт 9 присоединен к выходу усилител мощности Обмотка.реле подсоединена к выходу тахогенератора посто нного тока 10. На вход усилител мощности поступает сигнал с датчика добавочного тока коммутации 11. В машинах посто нного тока возможна различна настройка дополнительных полюсов, характер коммутации может оказатьс замедленным или ускоренным . Характер коммутации может измен тьс также в процессе работы, например, из-за изменени параметров окружающей среды, изменени состо ни поверхности коллектора и щеток, давлени на щетки, частоты вращени а в динамических режимах работы вследствие отставани потока дополнительных полюсов от тока кор и т.д. Это приводит к сужению области безыскровой работы и диапазона регулировани частоты вращени , а также к ухудшению рабочих и регулировочных характеристик. Отсюда следует необходимость Применени автоматической настройки дополнительных полюсов или расширени области безыскровой работы. В предлагаемом устройстве за счет устранени неидентичности коммутации секций паза расшир етс область безыскровой: работы при любой настройке коммутации и при любом режиме работы. Устройство работает следующим образом . Усилитель мощности 5 настраиваетс таким образом, что при отсутствии сигнала с датчика 11 на выходе усилител мощности напр жение равно нулю. При определенном характере коммутации, например ускоренном и вращении машины по часовой стрелке , на вход усилител мощности с датчика поступает сигнал определенной пол рности. На выходе усилител по вл етс напр жение той же пол рности . При этом в случае использовани электромагнитного реле диод 12 включаетс в таком направлении, чтобы обмотка реле была обесточена, тогдаподвижный контакт 9 будет замкнут с нормально замкнутым контактом 6 и по вспомогательной обмотке 4, расположенной на сбегающем крае дополнительного полюса, потечет ток. Направление тока должно быть таким, чтобы созданный им поток был направлен встречно основному потоку дополнительного полюса. При использовании пол ризованного реле на: его обмотку подаетс напр жение с тахогенератора 10 такой пол рности , чтобы подвижный контакт 9 замкнулс с неподвижным контактом. По вспомогательной обмотке 4 течет ток. Направление тока должно быть таким , чтобы созданный им поток был направлен встречно основному потоку дополнительного полюса. В случае изменени характера коммутации на замедленную в том же направлении вращени сигнал, подаваемый на вход усилител с датчика, сменит пол рность на противоположную. Напр жение на выходе усилител также сменит пол рность на противоположную. Положение контактов реле лолжно оставатьс прежним. Тогда на вспомогательной обмотке ток изменит направле ние на противоположное. Поток, созданный этим током, направлен согласно с основньм потоком дополнительного полюса и коммутирующий поток на сбегающем крае усиливаетс . При реверсе по корю направление вращени против часовой стрелки {пункт;ирна стрела фиг. 1)напр жение на выходе тахогенератора сменит пол рность и в случае применени элект ромагнитного реле, пол рность напр жени на выходе тахогенератора совпадает с провод щим направлением диода 12 и по обмотке реле течет ток. Тогда нормально закрытый контакт раз мьксаетс и подвижный контакт 9 замыкаетс с контактом 7 и по вспомогательной обмотке 3 течет ток, В случае применени пол ризованного реле направление тока по обмотке реле сменит направление на противоположное и подвижный контакт 9 раз мыкаетс с контактом 6 и замыкаетс с контактом 7 и по вспомогательной обмотке 3 течет ток. У электромагнитного реле допустимый ток контактов до дес тков ампер, у пол ризованного до одного ампера. Однако пол ризованное реле обладает значительно большим быстродействием и перегрузочной способностью по напр жению , чем электромагнитное. Кроме того, электромагнитное реле значительно дешевле, чем пол ризованное, поэтому пол ризойанное реле необходимо использовать в машинах малой мощности , где ток вспомогательной обмотки не превьшает одного ампера. В машинах средней и большой мощности необходимо использовать электромагнитное реле, где ток вспомогательной обмотки больше одного ампера. В предлагаемом устройстве за счет устранени нeидeнтичнdcти коммутации секций паза расшир етс область безыскровой работы при любой настройке коммутации и любом режиме работы.The invention relates to collector electric machines of direct current, in particular, machines of low, medium and high power with a wide range of rotation frequency control by field weakening when powered from sources of constant and pulsating voltage. A device is known for improving switching of a reversible collector electric machine. with the root winding, in which in order to bring together the switching conditions of all the elementary sections of the groove, one of the Active sides of each borsion coil is laid with a turn of 180. This rotation leads to the redistribution of the self-induction coefficients of the sections so that the section that first completes the commutation of the groove has the maximum, subsequent sections - (this section and the last section that completes the commutation of the groove - the minimum coefficient of induction 3. The drawbacks of this solution are complicated manufacturing techniques and an increase in the size of the frontal parts due to their intersection. The condition of commutation of all sections in the groove is only partially approached and achieve the same conditions of commutation of all sections of the groove and It is also known a device for improving the commutation of a collector electric direct current with additional poles, in which, in order to expand the area of sparking-free work by eliminating the nonidentity of the commutation of the groove sections, the auxiliary winding consists of two counter-wound coils placed on the split tip of the additional pole and connected either sequentially or in parallel with the main winding of the additional pole. Such a connection of the windings creates a different magnitude of the switching magnetic flux at the edges of the additional pole as a function of the current core C2. However, the core current, in the function of which control is carried out, does not carry complete information about the nonidentity state, since at any current core the direct, slowed down and accelerated switching is possible. 72 The closest to the invention in its technical essence is a device for improving commutation of a collector electric machine with additional poles in which. In order to eliminate the non-identical commutation of sections of the groove and expand the sparkless zone, the auxiliary winding is made in the form of two oppositely turned off coils placed on the split pole pieces of additional poles. The auxiliary winding is connected to the output of a controlled power amplifier, to the input of which a signal is supplied from a variable component sensor of the total Auxiliary switching current. Under one edge of the pole, the magnetic flux of the auxiliary winding coincides with the magnetic flux of the main winding, and under the other edge is directed oppositely. Thus, there occurs a redistribution of the magnetic flux along the commutation zone, amplification of the flux at the beginning of the switching process, and flux attenuation at the final stage t3. However, in machines of medium and high power, having low resistance of the sections of the groove of the roosters and brush contact, the energy of the previous sections of the groove is determined by the additional switching current, transmitted by the next section of the groove due to mutual induction, therefore the additional energy introduced from the auxiliary winding located on the incident edge of the additional pole is also transmitted to subsequent sections of the slot. The energy received by the last sections of the groove is compensated by the energy introduced from the auxiliary winding located on the circumferential edge of the additional pole. Thus, the total effect of the flow of auxiliary windings on the last sections of the groove in machines with a coefficient of mutual induction close to 1 and with low active matching of sections, cockerels and brush contact does not reach the goal. The aim of the invention is to increase the switching stability and reliability in static and dynamic modes of operation by eliminating the non-homogeneity of the switching sections of the groove. This goal is achieved by the THAT device for improving the switching of a reversible DC machine with a rotational direction sensor, implemented as a DC tachogenerator and installed on the same shaft with the machine, containing an additional switching toKa sensor connected to the input of a controlled power amplifier, one of the outputs of which are connected to the beginnings of two auxiliary windings placed in the grooves made on the edges of the additional pole of the machine are supplied with an electromagnetic relay with a switch In this case, the two fixed contacts of which are connected to the ends of the auxiliary windings, and the movable contact is connected to another output of the power amplifier, the relay winding being connected to the output of the DC tachogenerator. As an electromagnetic relay, a polarized relay can be used. FIG. 1 shows a diagram of connecting auxiliary windings with an electromagnetic relay; in fig. 2 - the same, with a polarized relay. At the additional pole 1 patno, the main 2 and two auxiliary 3 and 4 windings are laid. The beginning of the windings are connected together and connected to the output of the power amplifier 5, the ends of the auxiliary windings are connected to the fixed contacts 6 and 7 of the electromagnetic or polarized relay 8, the movable contact 9 is connected to the output of the power amplifier Winding. The relay is connected to the output of the DC tachogenerator 10. On the input of the power amplifier receives a signal from the sensor of the additional switching current 11. The setting of additional poles is possible in machines of direct current, the nature of the switching can be slowed down or accelerated. The nature of switching can also change during operation, for example, due to changes in environmental parameters, changes in the state of the collector surface and brushes, pressure on brushes, rotation frequency in dynamic modes of operation due to lag of flow of additional poles from the core current and so on. d. This leads to a narrowing of the sparkless operation area and the frequency control range, as well as to a deterioration of the operating and adjustment characteristics. Hence the need to apply automatic tuning of additional poles or expanding the area of sparkless work. In the proposed device, by eliminating the nonidentity of the commutation of the groove sections, the non-spark-free area expands: work at any switching setting and at any operation mode. The device works as follows. Power amplifier 5 is adjusted in such a way that when there is no signal from sensor 11 at the output of the power amplifier, the voltage is zero. With a certain type of switching, for example, accelerated and clockwise rotation of the machine, a signal of a certain polarity arrives at the input of the power amplifier from the sensor. A voltage of the same polarity appears at the output of the amplifier. In this case, in the case of using an electromagnetic relay, diode 12 is turned on in such a direction that the relay coil is de-energized, then the movable contact 9 will be closed with a normally closed contact 6 and current will flow through the auxiliary winding 4 located on the free edge of the additional pole. The direction of the current must be such that the flow created by it is directed opposite to the main flow of the additional pole. When using a polarized relay on: its winding is supplied from the tachogenerator 10 in such a polarity that the moving contact 9 is closed with a fixed contact. On the auxiliary winding 4 current flows. The direction of the current must be such that the flow created by it is directed opposite to the main flow of the additional pole. In the case of a change in the nature of the commutation to a signal slowed down in the same direction of rotation, the signal applied to the input of the amplifier from the sensor will change the polarity to the opposite. The output voltage of the amplifier will also reverse polarity. The position of the relay contacts must remain the same. Then, on the auxiliary winding, the current changes direction to the opposite. The flux created by this current is directed according to the main flux of the additional pole and the switching current on the converging edge is amplified. With reverse koryu, the direction of rotation is counterclockwise {point; the arrow of FIG. 1) the voltage at the output of the tachogenerator will change polarity and, if an electromagnetic relay is used, the polarity of the voltage at the output of the tachogenerator coincides with the conductive direction of diode 12 and current flows through the winding of the relay. Then the normally closed contact opens and the moving contact 9 closes with contact 7 and current flows through the auxiliary winding 3. If a polarized relay is used, the current in the relay coils the opposite direction and the moving contact 9 opens with contact 6 and closes with contact 7 and the auxiliary winding 3 current flows. In an electromagnetic relay, the permissible contact current is up to tens of amperes, for a polarized up to one ampere. However, a polarized relay has a much higher speed and overload capacity than an electromagnetic one. In addition, the electromagnetic relay is much cheaper than the polarized one, so the polarized relay should be used in low-power machines, where the auxiliary winding current does not exceed one ampere. In machines of medium and high power, it is necessary to use an electromagnetic relay, where the auxiliary winding current is more than one ampere. In the proposed device, by eliminating the misunderstanding of the commutation of the sections of the groove, the area of spark-free operation is expanded with any commutation setting and any operating mode.
«"
Фиг.22