SU1108574A1 - Многополюсна электрическа машина посто нного тока - Google Patents

Abstract

МНОГОПОЛЮСНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержаща  индуктор с 2р полюсами чередующейс  пол рности и  корь с обмоткой , состо щей из S равномерно расположенных по расточке  кор  секций , подсоединенных к К р- S пластинам коллектора одинакового размера f объединенных с помощью токоПРОВОДЯ1191Х перемычек- в S групп по р равномерно распределенных по окружности коллектора пластин в каждой , отличающа с  тем, ЧТО, с целью увеличени  равномерности частоты вращени  при работе машины в режиме двигател , уменьшени  пульсаций вьосодного напр жени  в режиме генератора и улучшени  использовани  активных материалов , число секций S не имеет с числом полюсов р общих делителей, к 1-й группе пластин подключено начало j-й секции, а ее конец соединен с началом -и секции, причем i, j и определ ютс  по формулам | -иСг-1)rSM i J-SCl r(Q, (/) где tj. соединени  секций; т 1,2,3... - наименьшее число, обеспечивающее условие у равно целому числу, F - оператор вьщелени  дробной части смешанной дроби: i 1 ... S, j 1 ..i S. эо СП i

Description

Изобретение относитс  к электромашиностроению и может быть использовано в моментных двигател х посто ного тока с повьппенными требовани ми по обеспечению посто нства частоты вращени  в пределах одного обо рота или его части, в тахогенераторах аналогичной конструкции с повьшенными требовани ми к уровню пул сации выходного напр жени . Известны электрические машины по fо нного тока, состо щие из индуктора с полюсами чередующ с  пол рности и  кор  с печатной обмоткой, вьшопненной в форме меандра Щ. Недостатком этой конструкции  $л етс  то, что при установке полного комплекта щеток в многополюсной мапшне, вы.занной необходимостью обеспечени  удовлетворительной надежности работы щеточно-коллекторного узла, происходит закорачивание большого числа секций обмотки  кор , вследствие чего ухудшаетс  использование активных- материалов машины. Известна также электромеханическа  м пахна. посто нного тока, содержаща  два плоскопараллельных ста торньрс элемента, на каждом из которых по окружности размещены 2N магнитных полюсов чередующейс  поллрности , и расположенный мезвду ста торными элементами дисковый  корь, на каждой торцовой поверхности которого размещены 2N катушек, которые подсоединены к 4N коллекторным пластинам, объединенным в N следующих друг за другом групп по четьфе р дом расположенные пластины в каждои группе, причем кахода  перва , втора , треть  и четверта  пластины каждой из групп электрически соединены между собой С23. Недостатками известной конструкции  вл ютс  плохое использование меди обмотки  кор  из-за периодичес кого закорачивани  щетками половины всей секции обмотки  кор  и обусловленные этим значительные пул сации электромагнитного момента в режиме двигател  или выходного напр жени  в режиме генератора (прибhизитeльнo 17%). Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  конструкци  многополюсной электрической машины посто нного тока, содержаща  индуктор с 2р полюсами чередующейс  пол рности и  корь с обмоткой, состо щей из S р равномерно расположенных по окружности  кор  секций , которые подсоединены к К S«p пластинам коллектора одинакового размера, коллекторные ламели с помощью токопровод щих перемычек объединены в S групп по р пластин в каждой, при этом пластины, вход щие в одну rpjrnny, равномерно распределены по окружности коллектора 1:31. Недостатком известной конструкции  вл етс  то, что при вращении  кор  происходит периодическое замыкание щетками группы из S/p секций , в результате чего величина электромагнитного момента при работе машины в двигательном режиме периодически измен етс , а это приводит к неравномерности частоты вращени  в пределах одного оборота. Кроме того, замыкание щетками такого колич ества секций обусловливает некоторое снижение средней величины электромагнитного момента, в результате чего ухудшаютс  показатели использовани  активных материалов машины. Цель изобретени  - увеличение равномерности частоты вращени  при работе машишл в режиме двигател , уменьшение пульсаций выходного напр жени  в режиме генератора и улуч шение использовани  активных материалов машины. Указанна  цель достигаетс  тем, что в многополюсной электрической машине посто нного тока, содержащей индуктор с 2р полюсами чередующейс  пол рности и  корь с обмоткой, состо щей из S равномерно расположенных по расточке  кор  секций, подсоединенных к К S «р коллекторным пластинам одинакового размера, объединенных с помощью токопровод щих перемычек в S групп по р равномер но распределенных по окружности коллектора пластин в каждой, число секций S не имеет с числом полюсов р общих делителей, при этом к группе коллекторных пластин с номером t подсоединено начало секции с номером j, а конец j секции соединен с началом секции с номером V, Номер секции j, начало которой подсоедин етс  к группе коллекторЭ ных пластин с номером i, определ  с  по формуле i eCFrr-i l V 9   Номер О секции, с началом которо соедин етс  конец j секции, определ етс  по формуле ), а шаг соединени  секции у определ с  по формуле S-mjj

где m 1, 2, 3 ... - наименьшее число, обеспечивакхцее выпсшнение услови  у целому числу;

F - оператор выделени  дробной части смешанной дроби: i 1 ... S, j 1 ... S.

На чертеже показана принципиальна  схема соединени  секций и подсоединени  их к коллекторным пластинам дл  случа . 2р 10 и S 7.

Многополнхгна  электрическа  машина имеет коллектор с пластинами . 1-35, число которых равно К 35. Кажда  из ламелей 1-35 входит в одну групп коллекторных пластин 1- 7, номера которых определ ютс  наименьшим номером пластины , вход щей в данную группу. Например , пластины 22, 29, 1, 8 и 15 с помощью токопровод щих перемычек объединены в одну группу с номером l. Коллекторные пластины одной группы равномерно распределены по окружности коллектора, и оси ближайших друг к другу пластин одной группы смещены на угол 2ог/р радиан.

К группам коллекторных пластин 1 - 7 подсоединены начала секций 7, при этом в соответствии с (1) соединение осуществлено в следующем пор дке

1 6 4 2 7 5 3

Якорь с секци ми 1 - 7 размещен внутри индуктора с полюсами 36 возбуждени . На поверхности коллектора по геометрическим нейтрал м машины установлены щетки 37-46, подключенные к токосборным шинам 47 и 48.

При подаче напр жени  на токосборные шины 47 и 48 ток протекает по следующей цепи: токосборна  шина 47, щетки 38, 40, 42, 44 и 46, пластины 26, 33, 5, 12 и 19 коллектора , токопровод щие перемычки, объедин ющие эти пластины в группу 5 , двум  параллельным ветв м обмотки, перва  из которых включает

секции 6

и 5 , а вторгГ  секции 3 , 7 и 4 , токопровод щие перемычки, объедин ющие коллекторны пластины 22, 29, 1,8и15в группу i и перемычки, объедин ющие пластины 23, 30, 2, 9 и 16 в группу 2 , вьш1еперечисленные пластины групп 1 и 2, щетки 37, 39, 41, 43 и 45, токосборна  шина 48. В результате взаимодействи  тока, протекающего по секци м 2 - 6 , с магнитным полем полюсов индуктора 36 возникает вращающийс  электромагнитный момент, под действием которого  корь вращаетс . В момент времени, соответствующий положению коллектора относительно неподвижных щеток, показанному на чертеже, секци  1 закорочена, т.е. находитс  в состо нии коммутации. После поворота  кор  на угол 27Г/К начинает коммутировать друга  секци . Например , при вращении  кор  по направлению , показанному на чертеже стрелкой , следующей коммутирует секци  З . 7Л4 Конец каждой j секции с-шагом у, определенным по (3) у :.- 3, соединен с началом iJ секции в соответствии с (2) в следующем пор дке Соединен с началом 4 5 7 1 2 3 О -секции 5 Нормальное функционирование пред лагаемой конструкции многополюсной электршЛеской машины как машины пос то нного тока обеспечиваетс  тем, что при соединении секции обмотки  кор  между собой и подсоединении ее к пластинам при вращении  кор   а коллекторе образуетс  сто ча  волна электрического потенциала с числом периодов, равным числу пар п люсов р, величина которого снимает4 с  с коллектора с помощью щеток, установленных по геометрическим нейтрал м машины, в виде посто нной ЭДС  корной обмотки. Таким образом, предлагаемое техническое решение позвол ет уменьшить уровень пульсаций выходного напр жени  при работе машины в режиме генератора и уменьшить пульсацию электромагнитного момента при работе машины в режиме двигател .

Claims (1)

1. МНОГОПОЛЮСНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащая индуктор с 2р полюсами чередующейся полярности и якорь с обмоткой, состоящей из S равномерно расположенных по расточке якоря секций, подсоединенных к К = р· S пластинам коллектора одинакового размера; объединенных с помощью токопроводящих перемычек в S групп по р равномерно распределенных по ок ружности коллектора пластин в каждой, отличающаяся тем, что, с целью увеличения равномерности частоты вращения при работе машины в режиме двигателя, уменьшения пульсаций выходного напряжения в режиме генератора и улучшения использования активных материалов, число секций S не имеет с числом полюсов р общих делителей, к i-й группе пластин подключено начало j-й секции, а ее конец соединен с началом 4 -й секции, причем ί, j и определяются по формулам где u = ---- шаг соединения секций;

   ш = 1,2,3... - наименьшее число, обеспечивающее условие у равно целому числу,*

   F - оператор выделения дробной части смешанной дроби: i = 1 ... S, j = 1 ... S.

   >