SU849388A1

SU849388A1 - Pulsating voltage electric motor

Info

Publication number: SU849388A1
Application number: SU792797371A
Authority: SU
Inventors: Виктор Александрович Астафьев; Эрих Генрихович Краус; Николай Иванович Пименов
Original assignee: Ордена Октябрьской Революции Иордена Трудового Красного Знамениинститут Горного Дела Им. A.A.Скочинского
Priority date: 1979-07-11
Filing date: 1979-07-11
Publication date: 1981-07-23

Description

(54) ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ(54) ELECTRIC MOTOR PULSE VOLTAGE

Предлагаемое изобретение относитс к электродвигател м посто нного тока, питаемых от тиристорных преобразовате лей - двигател м пульсирующего напр жени . Известны двигатели пульсирующего тока, в цепи которых имеетс сглажившощее устройство (реактор) , снижающее пульсацию напр жени на самой машине . В двигател х пульсирующего тока последовательного возбуждени обмотка главных полюсов шунтируетс неотключаемым активным сопротивлением, в которое ответвл ютс пор дка 15,% посто нной составл ющей тока возбуждени и почти вс переменна составл юща тока, чем снижаютс до малых значений пульсации тока возбуждени и потока главных полюсов J. Однако наличие сглаживаюпщх уст- . ройств, как правило индуктивных-реакторов , приводит к установке дополни тельных устройств по защите в том же исполнении что и двигатель (закрытое. взрывонепроницаемое)и к увеличению габаритов всей установки. Шунтированию обмоток главных полюсов неотключаемым активным сопротивлением присущи эти же недостатки, а дополнительное ответвление посто нной составл ющей тока приводит к уменьшению КПД всей уста-новки . Эти недостатки особенно существенны дл двигателей взрывонепроницаеМО го исполнени . Кроме того, при обеспечении хороших условий дл проведени в машине переменных составл ющих потоков необходимо выполнить расслоение стали статора и ввести специальные шихтованные мостики, что приводит к значительньм усложнени м конструкции и удорожанию мащины. Двигатели пускового напр жени подключаютс непосредственно к выпр мителю и к его обмоткам приложены полностью все переменные составл ющие выпр мленного напр жени . Переменна составл юща тока ограничиваетс только индуктивным сопротивлением обмотокThe present invention relates to direct current electric motors powered by thyristor converters — pulsating voltage motors. Pulsed current motors are known, in whose circuits there is a smoothing device (reactor) that reduces the voltage ripple on the machine itself. In motors of pulsating current of sequential excitation, the winding of the main poles is shunted by non-switchable resistance, to which the branch is 15,% of the constant component of the excitation current and almost all variable component of the current is reduced to small values of the ripple of the excitation current and the flux of the main poles J. However, the presence of smoothing settings. Reystv, usually inductive-reactors, leads to the installation of additional devices for protection in the same design as the engine (closed. flameproof) and to increase the size of the entire installation. The shunting of the windings of the main poles by the disconnected active resistance has the same drawbacks, and the additional tap of the constant component of the current leads to a decrease in the efficiency of the entire installation. These drawbacks are especially significant for explosion proof motors. In addition, while ensuring good conditions for carrying out variable component fluxes in the machine, it is necessary to perform the separation of the stator steel and introduce special laminated bridges, which leads to significant structural complications and higher cost of mashiny. The starting voltage motors are connected directly to the rectifier and all the variable components of the rectified voltage are applied to its windings. The variable component of the current is limited only by the inductive resistance of the windings.

самой машины и переменной составл ю- щей противоэлектродвижущей силой вращени кор .the machine itself and the variable component of the counter electromotive force of rotation of the core.

Двигатели пульсирующего напр жени всегда выполн ютс с последовательным возбуждением, имеют значительную пульсацию тока возбуждени и главного потока , а обмотки главных и дополнительных полюсов шунтируютс общим неотключенным активным сопротивлением. Pulsating voltage motors are always executed with sequential excitation, have a significant pulsation of the excitation current and main current, and the windings of the main and additional poles are shunted by a common disconnected resistance.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту вл ютс двигатели пульсирующего напр жени , в которых, с целью уменьшени пульсации основного потока используют короткозамкнутые витки, установленные на наконечниках главных полюсов 2.The closest to the proposed technical essence and the achieved effect are pulsating voltage motors, in which, in order to reduce the pulsation of the main flow, short-circuited coils installed on the tips of the main poles are used.

К общим недостаткам обоих типов двигателей относитс то, что пуль саци магнитного потока приводит к возрастанию тепловых потерь в стали и добавочных магнитных потоков., которые расположены по всей машине и привод т к повышенному нагреву всей машины и отдельных ее частей (элементов) , а к yxyдшe iию коммутации, увеличению вибрации и шума машины.The common disadvantages of both types of engines are that the flux of the magnetic flux leads to an increase in heat losses in steel and additional magnetic fluxes, which are located throughout the machine and lead to increased heating of the whole machine and its individual parts (elements), and yxydsh i i switching, increase the vibration and noise of the machine.

Цель изобретени - уменьшение пульсаций потока, улучше1ше коммутации и улучшение охлаждени .The purpose of the invention is to reduce flow pulsations, improve switching and improve cooling.

Указанна цель достигаетс тем, что короткозамкнутые витки охватывают по всему периметру катушки главных полюсов .This goal is achieved by the fact that short-circuited turns cover the coils of the main poles along the entire perimeter.

Кроме того, короткозамкнутые витки выполнены в виде полых электрически соединенных труб.In addition, short-circuited coils are made in the form of hollow electrically connected tubes.

На фиг. 1 изображена часть двигател с короткозамкнутым витком; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.FIG. 1 shows a part of a short-circuited engine; in fig. 2 is a view A of FIG. one.

В корпусе двигател 1 помещен корь 2 на сердечнике главного ползоса 3 расположена электрическа катушка 4, изолирЪванна диэлектриком 5. Поверх изол ции на катушку наложен полый короткозамкнутый виток 6. Б месте контакта сторон витка 7 обеспечен хороший электрический контакт (пайка, сварка). По короткозамкнутым виткам nojuocoB протекает внешний охлаждающий агент, а также витки могут быть выполнехш тепловой трубой вьшеденной из корпуса в теплообменник (фиг. 1 и 2).An electric coil 4, insulated by dielectric 5, is placed on the core of the main creeper 3 in the engine case 1 of the motor 1, isolated by a dielectric 5. A hollow short-circuited coil 6 is applied to the coil. A good electrical contact (soldering, welding) is provided on the coil. An external cooling agent flows through the closed-loop coils of the nojuocoB, and the coils can also be completed with a heat pipe ejected from the housing into the heat exchanger (Figs. 1 and 2).

При неполой конструкции короткозамкнутый виток образует замкнутое кольцо в теплообменнике с обеспеченнIn the case of incomplete design, the short-circuited coil forms a closed ring in the heat exchanger with

ем хорошего электрического контакта в месте замыкани кольца.There is good electrical contact at the point of ring closure.

Таким образом, в двигателе имеем две индуктивносв занные цепи: катушки возбуждени 4 и короткозамкнутый виток 6.Thus, in the engine we have two inductively coupled circuits: excitation coils 4 and short-circuited coil 6.

При питании двигател от тиристорного преобразовател , по катушкам возбуждени протекает импульсный ток, а по закону электромагнитной .индукции .вс кое изменение тока в одной из таких цепей 4 влечет изменение потока, пронизывающего вторую цепь 6 и по вление в ней индуктированной электродвижущей силы (ЭДС) такого напр жени , что обусловленный ею ток противодействует изменению магнитного потока, вызвавшего эту ЭДС. Поэтому протекающий по катушкам возбуждени 4 пульсирующий ток вызывает пульсацию основного магнитного потока в сердечниках главных полюсов 3, котора в свою очередь приводит к по влению в короткозамкнутом витке 6 взаимоиндукции, обусловленной взаимной индуктивностью катушки возбуждени 4 и короткозамкнутого витка 6. Взаимодействие магнитного потока созданного током короткозамкнутого витка 6 (протекающего под действием ЭДС взаимоиндукции ) с основным магнитным потоком, созданным обмоткой возбуждени 4 приво-. дит к сглаживанию пульсаций основного магнитного потока.When the motor is powered by a thyristor converter, a pulse current flows through the excitation coils, and according to the law of electromagnetic induction, a change in current in one of these circuits 4 causes a change in the flow through the second circuit 6 and the appearance of induced electromotive force (EMF) in it such a voltage that the current caused by it counteracts the change in the magnetic flux that caused this EMF. Therefore, the pulsating current flowing through the excitation coils 4 causes the main magnetic flux to pulsate in the cores of the main poles 3, which in turn results in mutual induction in the short-circuited coil 6 due to the mutual inductance of the excitation coil 4 and the short-circuited coil 6. Interaction of the magnetic flux created by the short-circuited current coil 6 (flowing under the action of EMF of mutual induction) with the main magnetic flux created by the excitation winding 4 of the drive. It smoothes the ripple of the main magnetic flux.

Катушка возбуждени 4 и короткозамкнутые витки 6 расположены соосно к оси сердечников 3, поэтому полный создаваемый катушками магнитный поток (исключа поток рассеивани ) охвачен короткозамкнутым витком, т.е. по взаимном положению катугиек и витков обеспечено условие максимальной взаимной индукции .The excitation coil 4 and short-circuited coils 6 are located coaxially with the axis of the cores 3, therefore the total magnetic flux created by the coils (excluding the dissipation flux) is covered by a short-circuited coil, i.e. on the mutual position of the katugiak and the turns, the condition of maximum mutual induction is ensured.

Протекаюший ток создает в короткозамкнутом витке дополнительные тепловые потери. Дл отвода этого, сконцентрированного в витке тепла из двига-. тел , по внутреннему каналу витка проходит внешний охлаждающий агент.The leaked current creates additional heat losses in the closed loop. To divert this, concentrated in the turn of the heat from the engine. bodies, an internal cooling agent passes through the internal channel of the coil.

Claims

Introducing a closed-loop pulsating voltage into the motor allows, by limiting the ripple of the magnetic flux, to improve the commutation of the motors, reducing the heating, vibration and noise of the motors, especially when the motor is operating in an extensive network with its own inductance. This allows refusing smoothing devices in the network and shunt resistances, reducing overall dimensions and increasing the efficiency of the installation, which is especially evident for explosion-proof (explosion-proof) motors, as well as simplifying the design of the engine, eliminating stratification of steel of the stator and special laminated bridges, which leads to an increase in efficiency and a reduction in the overall size of the engines. Claims 1. Pulsating voltage motor containing body, measles, cores of main poles with coils insulated from the core, provided with short-circuited coils made of nonmagnetic conductive material, characterized in that, in order to reduce flow pulsations and improved switching, said short-circuited coils span the entire perimeter of the main coil along the poles. 2. An electric motor according to claim 1, which is characterized by the fact that, for the purpose of improving cooling, short-circuited coils: are made in the form of electrically hollow hollow tubes {) k. Sources of information taken into account in the examination 1. Skobelev V.E. Pulse current motors. L., Energie, 1968, p. 25-26.

2. USSR author's certificate 119230, cl. H 02 K 25/00, 1958..