SU37186A1 - Трехфазна коллекторна машина - Google Patents

Description

В коллекторных трехфазных машинах с компенсационной .обмоткой, уничтожающей реакцию  кор  (коллекторный генератор Шербиуса с  вно выраженными полюсами, коллекторный генератор Япольского-КостенкО; шунтовой фазовый компенсатор и т. п.), щетки на коллекторе при всех режимах работы остаютс  в одном и том же положении. Благодар  этому в указанных машинах можно производить улучшение коммутации с помощью добавочных полюсов с последовательной и шунтовой обмоткой , подобно тому, как это имеет место в однофазных последовательных коллекторных двигател х с компенсационной обмоткой. Последовательна  обмотка в этом случае служит дл  создани  электродвижущей силы, компенсирующей электродвижущую силу самоиндукции в короткозамкнутом контуре, получаемой благодар  весьма резкому изменению тока в процессе коммутации, и шунтова  обмотка добавочного полюса создает, в свою очередь, электродвижущую силу, компенсирующую в короткозамкнутом контуре трансформаторную электродвижущую силу, созданную процессом изменени  магнитного потока машины во времени в этом контуре.

Принцип работы последовательных добавочных полюсов однофазной машины ничем не отличаетс  от принципа ра (428)

боты добавочных полюсов машины посто нного тока с компенсационной обмоткой , так как изменение тока во времени однофазной машины соответствует изменению посто нного тока в машине, работающей в режиме быстро измен ющейс  нагрузки. Принцип работы добавочных последовательных полюсов в трехфазной машине не отличаетс , в свою очередь, от принципа работы добавочных последовательных полюсов в однофазной машине , так как в первом случае происходит простое совмещение на прот жении двойного полюсного делени  добавочныхполюсов трех однофазных машин, питаемых токами, сдвинутыми во времени на 120.

Выполн емые по этому принципу компенсационные обмотки в соединении с обмотками последовательных добавочных полюсов дают весьма неравномерное распределение меди в пазах статора: Большое скопление проводников в пазах лежащих по обе стороны добавочных полюсов, вызывает затруднени  в отношении охлаждени  обмотки статора, благодар  чему снижаетс  использованиемеди статорной обмотки; производственное выполнение этих обмоток получаетс  также относительно сложным. Предлагаема  по насто щему изобретению схема компенсационной обмотки, дающей одновременно и коммутационзчые пол , создаваемые в обычных выполнени х с помощью особой дополнительной обмотки, позвол ет получить совершенно равномерное распределение меди статорной обмотки, последовательно соединенной с системой  кор , благодар  чему облегчаетс  как охлаждение мадшины , так и производство ее статорных обмоток.

Применение принципа насто щего Изобретени  возможно в машинах с шестью добавочными полюсами на двойном полюсном делении, могущих иметь как  вно выраженные полюса возбуждени , так и возбуждение с поачощью не вно выраженных полюсов, Создающих круговое вращающеес  магнитное поле возбуждени .

Из рассмотрени  условий работы компенсационной распределенной обмотки в машине с диаметральным шагом обмотки  кор  следует, что при обычно примен емом соединении статорной обФ1ОТКИ звездой фаза токов в зонах компенсационной обмотки оказываетс  сдви .утой на 150 во времени по отношению к противолежащим зонам  кор  как «верхнего, так и нижнего сло .

-На чертеже фиг. 1 (« и &) изображает |кривые магьгитодвижущих сил обмоток трехфазного коллекторного генератора -ДЛЯ двух различных моментов времени; фиг. 2-кривую магнитодвижущих сил одной фазы с последовательной обмот«ой добавочных полюсов; фиг. 3-кривые -магнитодвижущих сил ротора и статора с учетом действи  обмотки добавочных Полюсов; фиг. 4-схему компенсирующей обмотки статора, последовательно соединенной с обмоткой добавочных полюсов; фиг. 5-картину распределени  токов в предлагаемой компенсирующей -обмотке и обмотке добавочных полюсов; фиг. б-схему указанной компенсирующей обмотки дл  одной пары полюсов; фи-г. 7 (fi и &)-распределение дл  двух ;различных моментов времени магнито-движущих сил в роторе и статоре, снабженном предлагаемой компенсирующей обмоткой.

Из представленного на фиг. 1 (а и &) расположени  токов статорной и роторной систем дл  двух моментов времени, отличающихс  на 30°, видно, что форма 3 агнитодвижущих сил от статора и ротора в оба момента времени  вл етс  зеркальным изображением друг друга. Благодар  этому при правильном подборе чисел витков роторной и статорной обмоток поле реакции  кор  может быть полностью уничтожено с помощью компенсирующей обмотки.

Дл  улучшени  коммутации в отношении электродвижущих сил самоиндукции короткозамкнутого контура необходимо кроме компенсации реакции  кор  создать еще добавочное коммутирующее поле в коммутационных зонах. Дл  этого на оси катушки каждой из фаз компенсирующей обмотки следует добавить обмотку добавочных полюсов, как это делаетс  в машинах посто нного и однофазного тока с компенсирующей обмоткой . Так как поле добавочных полюсов должно быть направлено против пол  реакции  кор , то очевидно поле добавочных полюсов и компенсирующей обмотки имеют одно и то же направление (фиг. 2). Подобна  картина должна быть повторена дл  каждой фазы статорных последовательных обмоток, в результате чего магнитодвижуща  сила этих обмоток будет иметь дл  двух основных моментов времени, отличающихс  на 30°, вид, изображенный на фиг. 3, вместо кривых магнитодвижущих сил компенсирующей обмотки без добавочных полюсов , представленных на фиг. 1 (а и Ь). Как видно из кривых магнитодвижущих сил фиг. 3, коммутирующие пол  от по-, следовательных добавочных полюсов получаютс  в местах раздела между зонами дл  нижнего и верхнего сло . В этих местах происходит переход проводника из зоны одной фазы в соседнюю, представл ющие коммутационные зоны. При изменении тока на 30° во времени волна магнитодвижущей силы перемещаетс  также на 30, но коммутационные зоны остаютс  на месте, причем амплитуда коммутирующего пол  оказываетс  пропорциональной мгновенному значению коммутируемого тока, благодар  чему коммутаци  во всех зонах протекает вполне правильно.

Если число проводников добавочных полюсов сделать равным числу проводников компенсирующей обмотки и поместить проводники первой обмотки в верхнем р ду, а второй в нижнем.

распределив их равномерно по окружности статора, то получитс  распределение , проводников всех фаз, представленное на фиг. 4 дл  момента времени, когда ток в первой фазе равен максимальному положительному значению, а в других фазах половинному отрицательному . На этой же фигуре показано соединение . проводников друг с другом дп  первой фазы, при котором проводники верхнего р да компенсационной обмотки соедин ютс  друг с другом по методу трехплоскостной трехфазной обмотки , а нижний р д проводников добавочных полюсов соедин етс  по методу одноплоскостной обмотки. Если представить проводники компенсирующей обмотки и обмотки добавочных полюсов так, как это изображено на фиг. 5, то в этом случае они могут быть соединены, например, по методу двухплоскостной трехфазной обмотки с укороченным Шагом до половины полюсного делени , выполненной в два этажа. С точки зрени  производственного выполнени  наличие двух ветвей в каждом пазу, принадлежащих различным фазам, не составл ет особого его усложнени , так как обе ветви идут повсем пазам совершенно идентично, как это можно видеть из фиг. б, на которой представлена схема соединени  проводников этой обмотки дл  одной пары полюсов. На фиг. 7 изображены магнитодвижуща  сила этой обмотки дл  двух основных моментов времени и магнитодвижуща  сила роторной обмотки, причем числа витков этих обмоток могут быть подобраны так, что основные гармонические магнитодвижущие сил обеих обмоток полностью компенсируют друг друга. Заштрихованна  разница действительных магнитодвижущие сил статррной и роторной обмоток дает коммутационное поле в тех местах, где- наход тс  короткозамкнутые проводники . Эти разницы оказываютс  пропорциональными величинам коммутируемого тока.

Нужно отметить, что принцип Гейланда (ETZ 1927, стр. 325) дл  улучшени  коммутации с помощью однослойной обмотки с укороченным шагом неприменим к компенсирующим обмоткам, соединенным с ротором. При этих обмотках необходимо сдвигать основную волну магнитодвижущей силы статора на 60 от магнитодвижущей силы ротора, так как при сдвиге этих волн на 180 коммутационные зоны попадают в места, где магнитодвижуща  сила ротора сильнее магнитодвижущей силы статора, благодар  чему получатс  обратно направленные коммутационные пол  и машина получит ухудшенную коммутацию. Благодар  этому обмотка Гейланда применима только к последовательным фазовым компенсаторам и последовательным трехфазным коллекторным двигател м, но неприменима к коллекторным генераторам и шунтовым фазовым компенсаторам , у которых основна  гармоническа  магнитодвижуща  сила статора сдвинута на 180 от основной гармонической магнитодвижущей силы ротора.

Предмет изобретени .

Трехфазна  коллекторна  машина с компенсирующей обмоткой на статоре, служащей дл  уничтожени  пол  реакции  кор  и соединенной с обмоткой последнего через коллектор и щетки, отличающа с  тем, что, с целью использовани  указанной обмотки одновременно и дл  компенсации пол  реакции  кор  и дл  создани  коммутирующих полей последовательных добавочных полюсовц эта обмотка выполнена с укороченным до половины полюсного делени  шагом и двум  последовательно соединенными ветв ми, электрически сдвинутыми друг относительно друга на бО.

фиг.

йигл

-,i:,- -&p4L4: - - T l ylrfcrriv i :

ИТг-тТгпЧйл j ;

е;-г-;тг.г;п|- | {гЛ;. Igt Mtrir p rr-f-rf .- f-ijt f rritrr i lftifilllii ii i rtljii iprf H - i f-rHiif4 - 4 1ШМ|: и11 .1.Ц - Нг I i -rrif:

J jii. i

, r,--.-jft I ;Г7

.C..

u ; :iir-v ;rit