SU1374350A1 - Многополюсна электрическа машина посто нного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электромапмностроени . Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  за счет увеличени  числа параллельных ветвей обмотки  кор . Обмотка содержит индуктор с парами полюсов,  корь с замкнутой обмоткой , состо щей из секций, коллектор с пластинами, соединеннь1ми пере-, мычками. Начала секций с номерами j подключены к группам коллекторных пластин с номерами i l+sEj. (a/sfsk + + j-Qd/dy), а концы секций с номерами j подключены к группам коллекторных пластин 1+sFj; (a/sj k +j+y-Q/ /dy), где y skiaQ/p; а,- число пар параллельных ветвей обмотки  кор ; ,2,3,...,s - номера секций обмотки  кор  в пор дке из расположени  по расточке, начина  с произвольно вз той; 1 ,2,3,..., S - номера групп коллекторных пластин, определ емые по наименьшему номеру коллекторной пластины, вход щей в данную группу, i( P) l+sF(l-l)/s; ,2,3,«., k т S - номера коллекторных пластин в пор дке их расположени  по расточке коллектора при в том же направлении , что и при нумерации, секций  кор , начина  с произвольно вз той k,, k, kj - целые положительные числа, включа  нуль; F - оператор выделени  дробной части смешанной дроби. 3 ил., 5 табл. (Л со 4i) СО СП

Description

Изобретение относитс  к электромашиностроению и может быть использовано в моментных двигател х больших диаметров дискового или цилиндрического исполнени , предназначенных дл  привода крупногабаритных опорно-поворотных устройств и платформ, с повы- шенными требовани ми к стабильности частоты вращени  в пределах одного оборота.

Цель изобретени  - расширение области применени  машины за счет увеличени  числа параллельных ветвей обмотки  кор , позвол ющих согласовать параметры машины с параметрами источника питани .

На фиг.1. приведена принципиальна  схема предлагаемой многополюсной ма шины посто нного тока с и , на которой показано подсоединение части секций и токопровод щих перемычек к коллектору дл  случа , когда , , , и , а также расстановка пар разнопол р ных щеток (подсоединение остальньпс секций .и токопровод щих перемычек к коллектору не показано; на фиг.2 - электрическа  схема машины по фиг.1 (дл  удобства чтени  схемы пластины коллектора, вход шле в одну группу и соединенные друг с другом токопро- вод щими перемычками, размещены в одну строку, а секции  корной обмотки размещены не в реальном пор дке их расположени  на  коре, приведенном на фиг.1, а в пор дке подсоединени  начал секций к группам коллекторных пластин); на фиг.3 - пример вьшолне- йи  электрической схемы машины с и (фиг.1), дл  которой , , , и (дл  удобства чтени  схемы пластины коллектора , вход щие в одну группу, размещены в одну строку, а секции  кор- ной обмотки расположены в пор дке подсоединени  их начал к группам кол лекторных пластин).

Электрическа  машина состоит из индуктора с 2р полюсами 1 чередую- щейс  йол рности,  кор  2, обмотка которого выполнена из равномерно расположенных по его окрзгжности секций 3, обозначенных на фиг.1, 2 и 3 номерами 1с-25с, при этом номера c-25 присвоены секци м 3 в пор дке их расположени  по окружности  кор  2, начина  с любой произвольно вз той, коллектора 4, состо щего из

пластин, которым на фиг.1 и 2 присвоены номера Ik-150k, а на фиг.З - lk-225k, при этом номера присвоены пластинам коллектора 4 в пор дке их расположени  по окружности коллектора 4 при обходе его в том же направлении , что и при нумерации секций 3  кор , начина  с произвольно вз той пластины коллектора 4, токопровод щих перемычек 5, объедин ющих пластины коллектора 4 в s групп по ш коллекторных пластин и в каждой группе,при этом токопровод щие перемычки 5 установлены таким образом, что кажда  из них соедин ет пластины lk-225k, смещенные друг относительно друга на S последовательно расположенных пластин , например, как показано на фиг.1, токопровод щие перемычки 5 соедин ют пластины 27k и 52k (52-27-25 8), 35k и 60k, 52k и 77k и т.д. и разиопол р- ных щеток 6 и 7, подключенных к то- косборным шинам 8 и 9. Об зательным . дл  реализации предлагаемой машины :  вл етс  выполнение слови  выбора числа пар полюсов 1 индуктора таким образом, что оно имеет как минимум . два делител  m и d не равных единице , и р tn d. На фиг. 1 показана машина , имеюща  , котора  может быть реализована в исполнени х, приведенных в табл.1.

Т а б л и ц а 1

В зависимости от прин того исполнени  коллектор 4 имеет различное число пластин: в первом исполнении k , во втором , в третьем , в четвертом . Пластины с помощью токопровод щих перемычек 5 объединены в групп, которым присвоены номера i(), определ емые по наименьшим номерам пластин , вход щих в данную группу. Принадлежность пластины с номером 1 к группе пластин с номером i(-5) определ етс  следующим образом: пластина

313743504

входит в группу i (0) 1 +Дл  машины по фиг.1 и 2, у которой

о. Т7 г- /32-К .-. ,. 6. (исполнение I), группы образу+S Yf (---) г5 Fj.(- -J-J+25F ( пластинами Ik-I50k коллектора 4,

1 +6 7.

приведенными в табл.2.

приведенными в табл.2.

Таблица 2

Группы коллекторных пластин дл  схемы обмотки, показанной на фиг.1 и 2

Секции обмотки  кор  2 подключены к коллектору 4 следующим об- разом. Начала секций 1с-25с с пор дковыми номерами ,2,3,..., подключены к группам коллекторных пластин с номерами i, например дл  машины показанной на фиг.1 и 2 (ис- полнение 1), в случае, когда число пар параллельных ветвей , начало секции с номером подсоединено к группе коллекторных пластин с номером

i.Hs.r, (| 2i iji-i-l) .

.,«5F,(|5 ,.,.25Р,(-|У 1+25 Ft (1 ) 1 + 19 20,

25

где

sk,±a 25-8-2 ., - Г То

18

-прин то равным 8, так как 8  вл етс  наименьшим числом, обеспечивающим выполнение услови , что у должно быть равно целому числу;

прин то равным 29, так как 29  вл етс  наименьшим числом.

0 5 0

5

0

5

обеспечивающим выполнение услови , что число.в квадратных скобках должно быть целым положительным числом. Концы секций 1с-25с с пор дковыми номерами ,2,3,..., подключены к группам коллекторных пластин с номерами , например, дл  рассмотренного примера с секцией с номером , ее конец подключен к группе коллекторных пластин с номером ;)l+s.R(2r iSi±i±i: l) i... 25

S U Q у J

, f2 Г25 -18+2+1 1-n , -с с /2 ,гч «F, ( ,(25-1«) 1+25-Fed ) ,

где kj прин то равным 18, так как 18  вл етс  наименьшим числом, обеспечивающим выполнение услови , что число в квадратных скобках равно целому положительному числу.

Дл  машины с , схемы которой показаны на фиг.1 и 2 (исполнение 1), в табл.4 приведены пор док подсоединени  секций 3 с номерами j (1 с-25с) к группам коллекторных пластин Ik-150k и величины чисел k, и k2, при которых опре делены номера групп i и .

Т а .6 л и ц а 4

11

Дл  машины с , схема которойгруппам коллекторных пластин lk-150k

показана на фиг.З (исполнение 3), ви величины чисел k, и k, при кототабл .5. приведены пор док подсоедине- 20рых определены номера групп i и,. ни  секций 3 с номерами j (1с-25с) к

ТаблицаЗ

Пор док подсоедииени  секций к группам коллек- ториых пластин дл  схемы обмотки  кор ,показанной

на фиг.З.

Начало i-й секции подсоединен к группе коллекторных пластин i при зиаче- ни х kf

1

17

8

24

15

6

22

13

4

20

11

137435012

Продолжение табл.4

Конец i-й секции подсоедииен к группе пластин при значени х k

15

б

22

13

4

20

П

2

1В

9

25

4 3 2 1

О 7 б 5 4 3 2

На фиг.1-3 показаны электрические схемы предлагаемой машины дл  случа , когда в них установлено d пар щеток 6 и 7 (на фиг.1 и 2 , на фиг.З ).

Машина работоспособна при установке одной пары разнопол рных щеток 6 и 7, необходимость установки дополнительных щеток (сверх d пар) определ етс  исход  из услови  обеспечени  заданной плотности тока под щетками, а также повышени  надежности щеточ- но-коллекторного узла и машины в целом путем резервировани  щеток 6 и 7.

При подаче напр жени  на токо- сборные.шины 8 и 9 машины, схемы

5

0

5

которой показаны на фиг.1 и 2, ток протекает по следующей цепи: токо- сборна  шина 9, щетки 7, пластины коллектора 4 с номерами 129k, 137k, 138k и 146k, четыре параллельные ветви обмотки (), перва  из которых состоит из секций 3 с номерами j 25с, 14с, 3с, 17с и 6с, втора  - , из секций 18с, 7с, 21с, Юс, 24с, треть - из секций 2с, 1бс, 5с, 19с и 8с, четверта  - из секций 9с, 23с, 12с, 1с и 15с, пластины коллектора 4 с номерами 133k, 134k, 142k и 150k, щетки 6, токосборна  шина 8. Секции 3 с номерами 11с, 4с, 22с, 20с и 13с закорочены щетками 6 и 7 и наход тс  в состо нии коммутации.

Ток, проход щий по секци м 3  кор  2, взаимодействует с магнитным потоком, создаваемым магнитами, ипри- водит  корь 2 во вращение. При повороте  кор  2 на одно коллекторное деление в направлении, показанном на фиг.1 и 2 стрелками, структура параллельных ветвей обмотки измен етс  и в режиме коммутации оказьшаютс  секции 3 с номерами , 9с, 16с, 18с и 25с, а параллельные ветви состо т из секций 3 с номерами j: перва  - 14с, 3с, 17с, 6с и 20с; втора  - 21с, 10с, 24с, 13с и 2с; треть  5с, 19с, 8с, 11с и 22с; четверта  - 23с, 12с, 1с, 15с и 4с

При выполнении машины по схеме на фиг.З при подаче напр жени  на то- косборные шины 8 и 9 ток протекает по следующей цепи: токосборна  шина 9, щетки 7, пластины коллектора 4с номерами 204k, 205k и 217k, шесть параллельньк ветвей обмотки (), перва  из которых состоит из секций 3 с номерами , 6с, Юс и 14с, втора  - из секций 23с, 19с, 15с и 11с, треть  - из секций 20с, 24с, 3с и 7с, четверта  - из секций 12с, 8с, 4с и 25с, п та  - из секций 9с, 13с, 17с и 21с, шеста  - из секций 5с, 1с, 22с и 18с, пластины коллектора 4 с номерами 210k, 211k и 223k, щетки 6, токосборна  шина 8. Секци  с номером 16с закорочена щетками 7 и находитс  в состо нии коммутации.

Функционирование предлагаемой многополюсной электрической машины в качестве двигател  посто нного тока обеспечиваетс  тем, что при подсоединении секций обмотки  кор  к пластинам коллектора на пластинах кол- . лектора при вращении  кор  в магнитном поле полюсов индуктора возникает сто ча  волна электрического потенциала с числом периодов, равным числу пар полюсов р. При установке щеток по геометрическим нейтрал м между разнопол рными щетками возникает посто нна  противоЭДС  кор , уравновешивающа  приложенное к щеткам двигател  посто нное напр жение питани .

Предлагаема  машина, изготовленна  из тех же конструктивных элементов , что и известна , может быть выполнена с числом пар параллельньк ветвей ,3,4,..., что снимает р д ограничений-конструктивного и техно-

логического характера и расшир ет область ее применени . Одновременно возможность варьировани  числа пар параллельных ветвей обмотки  кор  позвол ет согласовьшать внутренние параметры машины с параметрами источника питани  (напр жение, ток и т.д.)

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Многополюсна  электрическа  машина посто нного тока, содержаща  индуктор с р d m парами полюсов чередующейс  пол рности,  корь с замкнутой обмоткой, состо щей из равномерно расположенных по расточке  кор  секций, число s которых не имеет общих делителей с числом пар полюсов р, и коллектор с числом коллекторных пластин s, соединенных между собой токоподвод щими перемычками с шагом по коллектору, равным s, о т - личающа с  тем, что, с целью расширени  области применени  за счет увеличени  числа параллельных ветвей обмотки  кор , позвол ющих согласовать параметры машины с параметрами источника питани , начало секции с номером j подключено к группе коллекторных пластин с номером

   i i 3F 2 sbiii i),

   5: s L d У J

   а конец этой секции подключен к группе коллекторных пластин с йомером

   I ,.,.,p(.).

   0

   5

   0

   5

   где

   d и m - любое целое положительное число, не равное единице J

   |.ЬЛ.,

   а

   J

   ,

   iO)

   число пар параллельных ветвей обмотки  кор ; 1,2,3,...,8- номера секций обмотки  кор  в пор дке их расположени  по расточке  кор , начина  с произвольно вз той;

   1,2,3,...,s - номера групп коллекторных пластин, определ емые по наименьшему номеру коллекторной пластины, вход щей в данную группу

   1 + sf,(i);

   17 . 1374350 1,2,3,.... - номера . коллекторных пластин в пор дке их расположени  по расточке коллектора при об- , ходе его в том же направлении , что и при Нумерации секций  кор , начина  с произвольно вз той;

   4IC

   Ус 1

   3с

   2с

   1C

   Z5c

   Лс

   гос

   19с V8c

   Ег ,18

   целые положительные числа, включа  нуль, обеспечивающие выполнение услови , что выражени , заключенные в квадратные скобы, равны целым положительным числам; оператор вьщелени  дробной части смешанной дроби.

   7с

   8к

   3с

   Юс

   VVf

   Ч5с

   16с

   17с

   зСЖ з-СЩс

   fpu.e.2

   «2.3