SU1690106A1 - Dc multipolar electric machine - Google Patents

Dc multipolar electric machine Download PDF

Info

Publication number
SU1690106A1
SU1690106A1 SU894643582A SU4643582A SU1690106A1 SU 1690106 A1 SU1690106 A1 SU 1690106A1 SU 894643582 A SU894643582 A SU 894643582A SU 4643582 A SU4643582 A SU 4643582A SU 1690106 A1 SU1690106 A1 SU 1690106A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
numbers
sections
collector
collector plates
groups
Prior art date
Application number
SU894643582A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Дмитриевич Завгородний
Юрий Иванович Чучман
Original Assignee
Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола filed Critical Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола
Priority to SU894643582A priority Critical patent/SU1690106A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1690106A1 publication Critical patent/SU1690106A1/en

Links

Landscapes

  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к электромашиностроению, и может быть использовано в моментных двигател х дисковой и цилиндрической конструкции инфранизких частот вращени  Цель изобретени  - расширение области применени , снижение трудоемкости изготовлени  и повышение надежности. Электрическа  машина состоит из индуктора с 2 р полюсами,  кор  с обмоткой из навитых спирально и равномерно расположенных по окружности секций. Коллекторные пластины соединены в группы токопровод щими перемычками с шагом, равным числу секций . Начало и конец секции подключают к группам коллекторных пластин, рассчитываемым по определенным формулам Така  конструкци  обмотки обеспечивает более широкую область применени  электрической машины. 2 ил.,3 таблThe invention relates to electrical engineering, in particular to electrical engineering, and can be used in torque motors of a disk and cylindrical design of infra-low rotational frequencies. The purpose of the invention is to expand the field of application, reduce the labor intensity of manufacturing and increase reliability. An electric machine consists of an inductor with 2 r poles, a core with a winding of sections wound around a spiral and evenly spaced around the circumference. The collector plates are connected to groups by conductive bridges with a step equal to the number of sections. The beginning and end of the section are connected to groups of collector plates, calculated according to certain formulas. Such a winding design provides a wider field of application of an electric machine. 2 il., 3 tabl

Description

СЛSL

СWITH

Изобретение относитс  к электромашиностроению и может быть использовано в моментных двигател х дисковой и цилиндрической конструкции инфранизких частот вращени .The invention relates to electrical engineering and can be used in torque motors of a disk and cylindrical design of infra-low rotational frequencies.

Цель изобретени  - расширение области применени , снижение трудоемкости изготовлени  и повышение надежности.The purpose of the invention is to expand the field of application, reduce the labor intensity of manufacturing and increase reliability.

На фиг. 1 приведена принципиальна  схема многополюсной электрической машины посто нного тока с р 14 и S 20 (d 2; m 7; q 10), на которой показано подсоединение части секций и токопровод щих перемычек к коллектору, а также расстановка d 2 пар разнопол рных щеток (подсоединение остальных секций и токопровод щих перемычек к коллектору не показано); на фиг. 2 - электрическа  схема машины (дл  удобства чтени  схемы пластины коллектора вход щие в одну группу и соединенныеFIG. Figure 1 shows a schematic diagram of a multi-pole DC electric machine with p 14 and S 20 (d 2; m 7; q 10), which shows the connection of part of the sections and conductive bridges to the collector, as well as the arrangement of d 2 pairs of opposite brushes ( connection of the remaining sections and conductive jumpers to the collector is not shown); in fig. 2 shows the electrical circuit of the machine (for the convenience of reading the diagram of the collector plate, included in one group and connected

одна с другой токопровод щими перемычками , размещены в одну строку, а секции  корной обмотки размещены не в действительном пор дке их расположени  на  коре, приведенном на фиг. 1, а в пор дке подсоединени  их начал к группам коллекторных пластин).one another conductive bridges, placed in one line, and the core winding sections are placed not in the actual order of their location on the core, shown in FIG. 1, and in the order of connecting them began to groups of collector plates).

Электрическа  машина состоит из индуктора с 2р полюсами 1 чередующейс  пол рности , обозначенной индексами N и S,  кор  2, обмотка которого выполнена из спирально навитых и равномерно расположенных по его окружности секций 3, обозначенных номерами 1с-20с, при этом номера 1с-20с присвоены секци м 3 в пор дке их расположени  по окружности  кор  2. начина  с любой, произвольно вз той. Коллектор 4 состоит из К m- S - 140 пластин , которым присвоены номере 1к-140к, причем нумераци  пластин приведена в пооThe electric machine consists of an inductor with 2p poles of 1 alternating polarity, denoted by the N and S indexes, the core 2, the winding of which is made of spiral-wound sections 3 designated evenly around its circumference and labeled with 1c-20c, and the numbers 1c-20c are section m 3 in the order of their location around the circumference of the core 2. starting with any one that is arbitrarily taken. The collector 4 consists of K m-S - 140 plates, which are assigned the number 1k-140k, and the numbering of the plates is given in

О ОOh oh

о about

р дке их расположени  по окружности коллектора 4, начина  с произвольно вз той коллекторной пластины, при обходе в том же направлении, что и при нумерации секций 3  кор  2 (фиг. 1 и 2). Токопровод щие перемычки 5 объедин ют коллекторные пластины в S групп по m пластин в каждой, шаг перемычек по коллектору равен S, например , как показано на фиг. 1, токопрово- д щие перемычки 5 соедин ют пластины 100ки120к(120-100 20 5), 120к и 140ки т.д. Щетки 6 и 7 машины подключены к то- косборным шинам 8 и 9. Об зательным дл  реализации предлагаемой машины  вл етс  выполнение услови  выбора чисел р и S таким образом, что они имеют общий делитель d, не равный единице, и не содержат других общих делителей.their location around the collector 4, starting from an arbitrarily taken collector plate, while walking in the same direction as for the numbering of sections 3 of the box 2 (Fig. 1 and 2). Conductive bridges 5 combine collector plates in S groups of m plates each, the jumper pitch over the collector is S, for example, as shown in FIG. 1, the conductive jumpers 5 connect the plates 100120k (120-100 20 5), 120k and 140k etc. The brushes 6 and 7 of the machine are connected to tipping tires 8 and 9. It is necessary to implement the proposed machine to fulfill the condition of choosing the numbers p and S in such a way that they have a common divider d, not equal to one, and do not contain other common dividers .

С помощью токопровод щих перемычек 5 пластины коллектора 4 объединены в S 20 групп, которым присвоены номера v, определ емые по наименьшим номерам пластин, вход щих в данную группу. Принадлежность пластины с номером J, например 59к, к v-й группе пластин устанавливаетс  следующим образом:With the help of conductive jumpers 5, the collector plates 4 are combined into S 20 groups, which are assigned numbers v defined by the smallest plate numbers included in this group. The belonging of the plate with the number J, for example 59k, to the v-th group of plates is established as follows:

1-1ЦО - 11-1TsO - 1

V 1 + SFr( J-g-i) - 1 + 20 - 19V 1 + SFr (J-g-i) - 1 + 20 - 19

и т.д.etc.

Дл  рассматриваемой машины (фиг. 1 и 2) группы образуютс  пластинами 1к-140к коллектора 4, приведенными в табл. 1.For the machine in question (Figs. 1 and 2), the groups are formed by plates 1k-140k of collector 4 shown in Table. one.

Секции 1с-20с обмотки  кор  2 подключены к коллектору 4 следующим образом. Начала секций 1с-20с с пор дковыми номерами I 1, 2, 3,..., S 20 подключены к группам коллекторных пластин с номерами v. Например, начало секции с номером i 7 подключено к группе коллекторных пластин с номеромSection 1c-20c winding cor 2 are connected to the collector 4 as follows. The beginnings of sections 1c-20c with serial numbers I 1, 2, 3, ..., S 20 are connected to groups of collector plates with numbers v. For example, the beginning of the section with number i 7 is connected to a group of collector plates with number

/: i v 1+q-lnt I1-- +/: i v 1 + q-lnt I1-- +

++

qKi+q-Fr(-l)qKi + q-Fr (-l)

1 + 10 Int + 1 + 10 int +

10-0 +Ю-10-0 + Yu-

+ ГО0т 1+0 + ,+ GO0t 1 + 0 +,

..

Кз прин то равным 2, так как 2  вл етс  наименьшим числом, обеспечивающим условие , что у равен целому числу; Ki прин то равным нулю, что обеспечивает выполнениеCs is assumed to be 2, since 2 is the smallest number that ensures that y is an integer; Ki is assumed to be zero, which ensures that

услови  равенства выражени , заключенного в квадратные скобки, наименьшему целому положительному числу: начало секции с номером 1 16 подключено к группе коллекторных пластин с номеромthe conditions of equality of the expression in brackets to the smallest positive integer: the beginning of the section with the number 1 16 is connected to the group of collector plates with the number

+ 10-lnt () + + 10-lnt () +

1515

10 1 + 10 Fr10 1 + 10 Fr

16-1 1016-1 10

1+10 1+5 15, 1 + 10 1 + 5 15,

где Ki прин то равным 1, так как 1  вл етс  наименьшим числом, обеспечивающим выполнение услови , что число в квадратных скобках равно целому числу, и т.д.where Ki is taken to be 1, since 1 is the smallest number that ensures that the number in square brackets is an integer, and so on.

Концы секций 1с-20с с пор дковымиThe ends of sections 1c-20c with order

номерами 1 1,2,3S 20 подключены1 1,2,3 S 20 numbers are connected

к группам коллекторных пластин с номерами v . Например, дл  рассмотренных примеров конец секции с номером I 7 подключен к группе коллекторных пластинto groups of collector plates with numbers v. For example, for the examples considered, the end of section I 7 is connected to a group of collector plates

с номеромwith number

V 1 + S FrV 1 + S Fr

V + q-2 V + q-2

1+20x 1 + 20x

3535

xFr(3±xFr (3 ±

10-2 « , о/, pr (11 -1010-2 ", o /, pr (11 -10

2Q--1+20-Fry-12,2Q - 1 + 20-Fry-12,

а конец с номером 1 13 подключен к группе коллекторных пластин с номеромand the end with the number 1 13 is connected to the group of collector plates with the number

1+20Frp) 1 +20-Fr || 1 + 20Frp) 1 + 20-Fr ||

и т.д.etc.

В табл. 2 приведен пор док подсоединени  секций 3 с номерами i(1c-20c) к группам коллекторных пластин и величины числа К, при которых определены номера группIn tab. 2 shows the order of connecting sections 3 with numbers i (1c-20c) to groups of collector plates and the value of the number K for which the numbers of groups are determined

На фиг. 1 и 2 показаны электрические схемы предлагаемой машины дл  случа , когда в них установлено d 2 пар разнопо- л рных щеток б и 7. что обеспечивает нормальное функционирование машины.FIG. Figures 1 and 2 show the electrical circuits of the proposed machine for the case when they have d 2 pairs of different-polar brushes b and 7, which ensure the normal functioning of the machine.

Необходимость установки дополнительных щеток (сверх d пар) 2d пар, 3d пар и т.д определ етс , исход  из услови  обеспечени  заданной плотности тока под щетками , а также повышени  надежности ще- точно-коллекторного узла и машины в целом путем резервировани  щеток 7 и 8.The need to install additional brushes (in excess of d pairs) 2d pairs, 3d pairs, etc. is determined based on the condition of ensuring a given current density under the brushes, as well as increasing the reliability of the brush-collector unit and the machine as a whole by reserving brushes 7 and eight.

При подаче напр жени  на токосбор- ные шины 8 и 9 машины ток протекает по следующей цепи: токосборна  шина 8, щетки 6, пластины коллектора 121к, 131к, вход щие в 1 и 11 группы пластин, четыре параллельные ветви обмотки  кор  (2а 2d 4), перва  из которых состоит из секций с номером j 1с, 8с, 15с, 2с, 19с, втора  - из секций 14с, 7с, 20с, Зс, 16с, треть  - из секций 11с, 18с, 5с, 12с, 9с, четверта  - из секций 4с, 17с, 10с, 13с, 6с; коллекторные пластины 12бк, 136к, вход щие в 6 и 16 группы пластин, щетки 7, токосборна  шина 9. Ток проход щий по параллельным ветв м обмотки  кор , взаимодействует с магнитным потоком полюсов 1 индуктора, в результате чего под действием электромагнитного момента  корь 2 приходит во вращение.(При повороте  кор  2 в направлении, показанном на фиг. 1 стрелкой , структура параллельных ветвей изме- н етс . Например, при повороте  кор  наWhen voltage is applied to the collector busbars 8 and 9, the current flows through the following circuit: current collector bus 8, brushes 6, collector plates 121k, 131k included in plate groups 1 and 11, four parallel winding branches of the core (2a 2d 4 ), the first of which consists of sections with the number j 1c, 8c, 15c, 2c, 19c, the second - of sections 14c, 7c, 20c, Cc, 16c, the third - of sections 11c, 18c, 5c, 12c, 9c, fourth - from sections 4c, 17c, 10c, 13c, 6c; collector plates 12bc, 136k, included in groups 6 and 16 of the plates, brushes 7, current collector bus 9. The current passing along parallel branches of the winding core, interacts with the magnetic flux of the inductor poles 1, as a result of which the measles 2 come under the action of electromagnetic moment in rotation. (When the core 2 rotates in the direction shown in Fig. 1 by the arrow, the structure of the parallel branches changes. For example, when the core rotates

1 2л1 2l

угол - - щетки 6 закорот т секцииangle - - brushes 6 short section t

4 m S4 m S

1с и 11с, а щетки 7 - секции 6с и 16с, т.е. указанные секции войдут в режим коммута- ции.1c and 11c, and the brushes 7 are sections 6c and 16c, i.e. These sections will enter the switching mode.

При повороте  кор  2 ка одно коллекторное деление секци  1с перейдет из первой параллельной ветви зо вторую, секци  16с - из второй Б третью, 11 с - из третьей в четвертую, а секци  6с - из четвертой в первую.When the core 2 ka is turned, one collector division of section 1c moves from the first parallel branch to the second, section 16c from the second B to the third, 11s from the third to the fourth, and section 6c from the fourth to the first.

В результате параллельные зетви будут состо ть из секций: перва -8с, 15с, 2с, 19с, 6с; втора  - 1с, 14с, 7с,20с,3с; треть -18с, 5с, 12с, 9с, 16с; четверта  - 11с, 4с, 17с, 10с, 13с. В дальнейшем указанный процесс циклически повтор етс  и кажда  из секций за один оборот  кор  совершает 2р коммутаций .As a result, parallel zettis will consist of sections: first -8c, 15c, 2c, 19c, 6c; the second - 1s, 14s, 7s, 20s, 3s; third -18s, 5s, 12s, 9s, 16s; the fourth - 11s, 4s, 17s, 10s, 13s. Further, this process is cyclically repeated, and each of the sections in a single revolution of the core makes 2p commutations.

В предлагаемой конструкции машины схема соединени  секций с группами коллекторных пластин и наличие перемычек по коллектору, выполненных с шагом S, обеспечивает при вращении  кор  в магнитном поле полюсов на пластинах коллектора возникновение сто чей волны электрического потенциала с периодом в 1/р-ю часть окружности коллектора.In the proposed machine design, the scheme of connecting sections with groups of collector plates and the presence of jumpers over the collector, made with step S, ensures that when the core rotates in the magnetic field of the poles on the collector plates, a standing electric potential wave arises with a period of 1 / pth collector circle .

Если прин ть, что потенциал группы коллекторных пластин определ етс  фазовым фактором углового положени  1-й секции , равнымIf it is assumed that the potential of the collector plate group is determined by the phase factor of the angular position of the 1st section,

2 п ,, 2л ,. ,. р, р(| ) . m (,)2 n ,, 2n, , p, p (|). m (,)

оЧoch

то фазовые факторы групп коллекторных пластин будут определ тьс  величинами, приведенными в табл. 3.Then the phase factors of the collector plate groups will be determined by the values given in table. 3

Как следует из табл. 3, потенциал на S р дом расположенных коллекторных пластинах распределен по гармоническому закону и содержит d 2, а всего по коллектору размещено d m p волн потенциала.As follows from the table. 3, the potential on S near the arranged collector plates is harmonically distributed and contains d 2, and the d potential waves are placed all over the collector.

Предлагаема  конструкци  многополю- ной электрической машины имеет более широкую область применени , так как позвол ет выполнить обмотку  кор  с числом параллельных ветвей 2а 2d, что в свою очередь позвол ет согласовать внутренние параметры машины с параметрами источника питани  (напр жение, ток и т.д.) при уменьшенном в d раз числе коллекторных пластин. Последнее упрощает конструкцию машин и повышает ее надежность. Кроме того, расшир етс  диапазон чисел S, так как второй делител ь числа S число q может быть как четным, так и нечетным числом, чем достигаетс  наиболее рациональное использование активных материалов путем формировани  требуемых геометрических соотношений размеров секций, а следовательно , получение наилучших обмоточных коэффициентов.The proposed design of a multi-pole electric machine has a wider range of application, since it allows winding the core with a number of parallel branches 2a 2d, which in turn allows the internal parameters of the machine to be matched with the parameters of the power source (voltage, current, etc.). .) with a decrease in d times the number of collector plates. The latter simplifies the design of machines and increases its reliability. In addition, the range of numbers S is expanded, since the second divider of the number S is the number q can be both an even and an odd number, thus achieving the most rational use of active materials by forming the required geometric ratios of section sizes and, therefore, obtaining the best winding factors .

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Многополюсна  электрическа  машина посто нного тока с 2р 2 тп d полюсами чередующейс  пол рности,  корь с замкнутой обмоткой, состо щей из S d -q секций, и коллектор с пластинами, соединенными между собой в группы токопровод щими перемычками , выполненными с шагом, равным числу секций S d .отличающа с  тем, что. с целью расширени  области использовани , начало секций с номером i подключено к группе коллекторных пластин с номером vA multi-pole electric DC machine with 2 p 2 tp d poles of alternating polarity, measles with a closed winding consisting of S d -q sections, and a collector with plates interconnected into groups by conductive jumpers made in steps equal to sections of S d. Distinguishing from the fact that. in order to expand the field of use, the beginning of the sections with the number i is connected to the group of collector plates with the number v .|nt( + .. | nt (+. а конец этой секции подключен к группе коллекторных пластин с номеромand the end of this section is connected to a group of collector plates with the number 50 50 5555 1+SFrfc±fl1 + SFrfc ± fl где 1 1.2, 3.,,; S d -q - номера секций обмотки  кор  в пор дке их расположени where 1 1.2, 3. ,,; S d -q - the numbers of the winding sections of the core in the order of their location по расточке  кор , начина  с произвольноbore core starting with arbitrarily вз той; v и V 1, 2, 3,...; S - номера групп коллекторных пластин j( v), вход щих в данную группуone; v and V 1, 2, 3, ...; S - numbers of groups of collector plates j (v) included in this group J(v)1+SFr(PV оJ (v) 1 + SFr (PV o где j 1, 2, 3,...; К S m - номера пластин коллектора, общее число которых равно К S -m, в пор дке их расположени  по расточке коллектора при обходе в том же направлении , что и при нумерации секций обмотки  кор ; d - число, не равное единице и  вл юПримечание . Буквенные индексы к у номеров коллекторных пластин опущены.where j is 1, 2, 3, ...; K S m are the numbers of the collector plates, the total number of which is K S -m, in the order of their location along the reservoir bore when going round in the same direction as in the numbering of the winding sections of the core; d is a number not equal to one and is note. Alphabetic indexes to the numbers of collector plates are omitted. щеес  общим делителем чисел S d q и р- m d, где q 2, 2, 4; m - 3, 4, 5 и d & q;are the common divisor of the numbers S d q and p-m d, where q 2, 2, 4; m, 3, 4, 5, and d &q; У Have qK2±1qK2 ± 1 mm 10ten 1515 где Ki и Ка - целые положительные числа, включа  нуль, обеспечивающие выполнение услови , что числа у и v равны наименьшим целым положительным числам;where Ki and Ka are positive integers, including zero, to ensure that the numbers y and v are the smallest positive integers; Fr - оператор выделени  дробной части смешанной дроби;Fr is the fractional part allocation operator of the mixed fraction; Int - оператор выделени  целой части смешанной дроби.Int is the selection operator for the integer part of the mixed fraction. Т а б л и ц а 1Table 1 Таблица2Table 2 Примечание. Буквенные индексы с у номеров секций опущены.Note. Alphabetic indices with at the section numbers are omitted. ТаблицаЗTable3 Продолжение тэбл 2Continued TABLE 2 Фиг /Fig / гА Д,ga d,
SU894643582A 1989-01-30 1989-01-30 Dc multipolar electric machine SU1690106A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894643582A SU1690106A1 (en) 1989-01-30 1989-01-30 Dc multipolar electric machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894643582A SU1690106A1 (en) 1989-01-30 1989-01-30 Dc multipolar electric machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1690106A1 true SU1690106A1 (en) 1991-11-07

Family

ID=21425609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894643582A SU1690106A1 (en) 1989-01-30 1989-01-30 Dc multipolar electric machine

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1690106A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001054235A1 (en) * 2000-01-17 2001-07-26 Ettridge John P Improved flat mechanical electric commutators
RU2488935C2 (en) * 2008-02-22 2013-07-27 Роберт Бош Гмбх Method for manufacture of electric machine rotor windings manufacture as well as electric machine with rotor winding manufactured by this method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1374350, кл. Н 02 К 23/26, 1988. Патент US №4315178, кл.310-154. 1982 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001054235A1 (en) * 2000-01-17 2001-07-26 Ettridge John P Improved flat mechanical electric commutators
GB2376810A (en) * 2000-01-17 2002-12-24 Snr John Patrick Ettridge Improved flat mechanical electric commutators
GB2376810B (en) * 2000-01-17 2004-07-28 Snr John Patrick Ettridge Improved flat mechanical electric commutators
RU2488935C2 (en) * 2008-02-22 2013-07-27 Роберт Бош Гмбх Method for manufacture of electric machine rotor windings manufacture as well as electric machine with rotor winding manufactured by this method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3348084A (en) Graded concentric winding dynamoelectric machine
SU1690106A1 (en) Dc multipolar electric machine
Kamper et al. Formulation, finite-element modeling and winding factors of non-overlap winding permanent magnet machines
Chalmers AC machine windings with reduced harmonic content
US4220881A (en) Dual, three phase, inverter-driven motor
RU2054220C1 (en) Geared synchronous motor
SU1141513A1 (en) Three-phase combined winding
RU2814208C2 (en) Multiphase stator winding on printed circuit board
SU1539903A1 (en) Electric machine three-phase/single-phase combined winding
SU957431A1 (en) Three-phase pole switching winding
SU1624615A1 (en) Multiport electric constant current machine
SU73187A1 (en) Ion frequency converter
SU700895A1 (en) Pole-switchable winding for 6-4-2 poles
SU1429225A1 (en) Combination two-phase winding of a.c. electric machine
SU1121750A1 (en) Multiple d.c.electric machine
SU1385200A1 (en) Starter-generator commutator
SU1495914A1 (en) Armature combined winding
SU1753550A1 (en) Unlike inductor generator
SU1495915A1 (en) Armature three-phase-one-phase combined winding
SU1072181A1 (en) Three-phase joint winding
SU1198655A1 (en) Combined winding of electric machine
SU736272A1 (en) Three-phase 2p-pole coaxial winding
DE336453C (en) Transmitter for damped Hertzian waves
RU2067348C1 (en) Combined three/single-phase stator winding
SU383171A1 (en) MULTI-POLE TURN TRANSFORMER