Электрическая машина постоянного тока

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ПОС ЯННОГО ТОКА, содержащая якорь, ра емную магнитную станину, главные добавочные полюсы с обмотками и к пенсационную обмотку, отличающаяся тем, что, с целью снижения расхода активных материалов, упрощения конструкции и технологии изготовления, главных и добавочных полюсов и компенсационная обмотка выполнены одинаковой кольцевой форма в виде катушек из чередукяцихся ферромагнитных и неферромагнитнЫх проводников, охватывающих магнитную станину, причем главный полюс состоит иэ двух встречно включенных катушек, установленных с зазором между ними, в котором размещена компенсационная ойнотка, а добавочный полюс состоит из двух непосредственно прИ1 икакнцих одна к другой § встречно включенных катушек.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Э(511 Н 02 К 23 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3268252/24-07 (22) 22,04.81 .(46) 30.05.83. Бюл. 9 20 (72) Ю. Л. Черников .. .(71) Северо-Западный заочный политехнический институт (53) 621 ° 313е713 088(088 8) (563 1. Арнольд Э. Лакур И. Машины постоянного тока. Т . 1, И., "Гостехиздат"; 1931, с. 80-81.

2. Алексеев А. Е. Конструкция электрических -машин. И.-Л., ГЭИ, 1958, с. 342-357. (54)(57) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ MAQlHHA ПОСТО-

ЯНЯОГО ТОКА, содержащая якорь, разь-. емную магнитную станину, главные и добавочные полюсы с обмотками и ком„„Я0„„1020930 А пенсационную обмотку, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью снижения расхода активных материалов, упрощения конструкции и технологии изготовления, обмотки главных и добавочных полюсов и компенсационная. обмотка выполнены одинаковой кольцевой Форма в виде катушек из чередующихся ферромагнитных и неферромагнитных проводников, охватывающих магнитную станину, причем главный полюс состоит из двух встречно включенных катушек, установленных с зазором между ними, в котором размещена компенсационная обмотка, а добавочный полюс состоит из двух непосредственно примыкающих одна к другой .Я встречно включенных катушек.

Изобретение относится к злектрома- нитного поля добавочного полюса; шиностроению и .может быть испольэова на фиг. 6 - магнитное поле реакции

iso при производстве электрических ма- якоря; на Фиг. 7 — магнитное поле шин постоянного тока средней и боль- катушки компенсационной обмотки.

rueA мощности. Электрическая машина постоянного Известна электрическая машина по- . 5 тока содержит разъемную магнитную стоянного тока, содержащая якорь, станину 1, на которой размещены разъемную магнитную станину и глав- главные полюсы 2 н добавочные полюные полосы с обмоткой кольцевой Фор- сы 3. Разъемы 4 и 5 магнитной станимы (1). ны позволяют осуществить сборку всей

Недостатком известной электричес- 10 конструкции. Ившина включает также кой машины является плохое использо» якорь 6, опорные конструкции 7 и завание активных материалов, что прак- щитный кожух 8. тически исключает возможность разме- Главный полюс (фиг. 2) состоит щения на магнитной станине добазочных из двух встречно включенных катушек .полюсов и затрудняет Размещение на 5 9 и 10 обмотки возбужденвя и размеглавных полюсах компенсационной об- щенной в зазоре между ними катушки мотки. 11 компенсационной обмотки, Катушки

Известна также конструкция электрй-, 9 и 10 могут содержать несколько ческой машины постоянного тока, со- параллельных ветвей, а также могут держащей якорь, разъемную магнитную О быть разделены на части, принадлежастанину, главные и добавочные полосы щие шунтовой и сериесной обмоткам с обмотками и компенсационную обмот- возбуждения. на фиг. 2 показаны каку (2 j. тушки, намотанные иэ двух полос: недостатками известной конструкции ферромагнитной 12 и seÔeÐÐoìar ssTsÎA машины постоянного тока являются 2 13, например..медной, межвйтковая ушек se rromаэан изготовления, связанная с разнотип- наружной стороне станину 1 катушки. ностью конструктивного исполнения . .9"11 электрически изолированы посредобмоток полюсов и компенсационной ством прокладок 14. Дистанционные обмотки, недостаточная эффективность вставки 15 иэ немагнитной стали слуохлаждейия, полюсной системы и обус- ЗО жат для расклииивания и болтового ловленный этим повышенный расход - кРепления полюса, На внутренней стоактивных материалов. роне станины 1 катушки 9-11 отделеЦель изобретения снижение расхо- Ны от станины 1 электроизоляционной да активных материалов, упрощение Щ>окладкой 16. конструкции и технологии изготовле- 3S Каждый добавочный полюс (фиг.3) ния. составлен иэ двух встречно включенуказанная цель достигается тем, ных катушек 17 и 18, непосредственно что в электрической машине постоян- примыкающих друг к другу своими боко. ного тока, содержащей. якорь,-разъем- выми поверхностями, ную магнитную станйну, главные и 40 Работа электрической машины осу.добавочные полюса с обмотками и ком- ществляется следующим образом. .пенсационную обмотку, обмотки глав- При включении всех катушек систе. ных и добавочных полюсов и компенса- мы возбуждения соответствующими обционная обмотка выполнены одинаковой мотками возбуждаются магнитные поля: ...,. кольцевой Формы в виде катушек из 4 основное магнитное поле возбуждения чередующихся ферромагнитных и нефер- главных полюсов 2, поле добавочных . Ромагнитнык.проводников, охватыва- полюсов 3 и поле компенсационной ющих магнитную станину,.причем глав- обмотки 11, ный полюс состоит из двух встречно На фиг. 4 жирными линиями выделевключенных катушек, установленных о ны катушки возбуждения главных пос зазором между ними, в котором раэме- люсов 2. Крестиками и точками указащена компенсационная обмотка, а до- : но направление тока в катушках 9 и 10 ° бавочный полюс. состоит из двух не- Ток в катушках компенсационной обмот.посредственно примыкающих одна к ки 11 не указан, поскольку этот ток другой встречно включенных катушек. не является током возбуждения, а его

На фиг. 1 показано поперечное се- магнитное. поле замыкается по другим чение электрической машивы постоян- путям и рассматривается далее. при ного тока; на фиг. 2 изображена кон- этом необходимо учитывать, что все струкция. главного полюса с компен- йатушки содержат ферромагнитные слои сационной обмоткой, вид с торца ма- и за счет этого стороны катушек, об шины с местными вырезами; на фиг. 3 - 6() решенные к якорю, являются магнитнодобавочный полюс, вид с торца машины; активными, т.е. йроводят магнитный на фиг. 4 - картина распределения поток в направлении якоря, Получе-. индукции магнитного поля войбужде- ющаяся картина поля показана замкнуния на полюсном делении; на фиг. 5 - тыми линиями со стрелками, Она имеет картина распределения индукции маг- gg такой же характер, какой наблюцаетИЯО9З-0

-3 4

Cs в классических машинах с явновыра- ем, чем,и обусловлено замыкание поля, женными полюсами. . -,реакции якоря по магнитной станине, Размещение между катушками возбуж- т.е. по пути с малым магнитным со-. дения 9 и 10 катушки компенсацион- - противлением. ной обмотки 11 не участвующей в При протекании тока якоря по ка- . :

:,образовании поля возбуждения, устра- -5 тушкам компенсационной обмотки в няет неравномерность поля возбужде- каждом главном. полюсе возбуждается ния под полюсом, которая имела бы мес- магнитное пою е, характер распределе, то, .если бы катушки возбуждения при- ния которого очевиден при рассмотремыкали друг к другу..Катушка компен-: нин фнг. 7, где жирной линией эыдесационной обмотки (а, точнее, ее сто-10 лена катушка компенсационной обмотрона, обращенная к якорю) является ки . Это распределение оказывается как бы сердечником полюса, в котором близким к полю реакции якоря, изобвеличииа магнитйого потока зависит раженному на фиг. б. Если теперь, .только от воздушного. зазора и при как это показано на фиг. 7, нанрав- . равномерндм зазоре является постоян- 15 ление тока в катушке компенсационной ной. .,, : : . обмотки принять противоположным току .;

Получающееся распределение поля, якоря, то полярность поля катушка таким. образом, является близким к будет противоположной по отношению оптимальйому для машин постоянного . - к полярности поля реакции якоря, и тока. : - : -.; это поле будет скомпенсировано.

Характер распределения поля до- Таким образом, в машине согласно .бавочного полюса 3., и котором катуш- данному изобретению получается бла»

;ки 17 и 1S возбуждения поля, обтека- гоприятный характер распределения емые. током якоря; расположены рядом, основного поля и поля добавочных пОпоказан- на фиг. %. Здвсь при. равно- лисов, при этом обеспечивается важней-:мерном зазоре распределение индукции - шее уаловие надежной работы машицы чод.полюсом-является-: функцией рас- . компенсация магнитного ноля .реакции стояния от наружного края-каждой . якоря при любой нагрузке.- Поэтому. катушки,.где индукция равна нулю в остальном работа. машины подчиняет вследствие отсутствия ее за предела- ся известным закономерностям элект-. мй катушек тбка возбуждения. Go ме- 30 ромеханнческнх процессов в машинах ре приближения к- внутренним, примы- постоянного тока. кающим друг.к другу, .краям катушек, технико-экономическая эффективобъеи тока ВоэбужМйия, -а следователь- ность предлагаемой конструкции ма но, и индунция поия возрастают. Та=- шины постоянного тока определяется кое распРеделение .является благопри.- 35 эа счет использования в качестве про- : . фтным для .коммутирующего поля доба- водникового материала ферромагнит вочных полюсов. Оно может быть допол- ных полос витых катушек, которые. .вительно улучшена эа счет регулйро- . берут на себя часть токовой нагрузки, ,нация величйны. воздушного зазора под- повыиення эффективности охлаждения, полюсом. - - q0 уменьшения высоты полюсов средней

После реакций якоря изображено длины магнитной цепи и исключения сплошными- линиями со стрелками на .. соединительных междуполюсных шии фиг. 6. жирной линией -выделен сек- компенсационной обмотки, а также тор якоря,.:соответствукщий полюсно- . констРуктивной однотипности всех об- му: делению,. а крестикаьаю .отмечено, моток и полюсов и безотходной технояаправяение протекающего s якоре то-. логией их изготовления. ка. Особенностью поля реакции якоря - 1

i машине согласно предлагаемому . .. : - Электромагнитные и. тепловые расче изобретейию является то, что это по- ты показывают, что в заявляемой силе пдлноетью проникает в.станину; стеме воэбуждения могут быть допущеВ классических машинах полюса шихто- -ны примерно на 60% более аысокие тованы в.поперечном нааразленни и ха- ковые нагрузки, чем предельно допус.рактедиэуются болйаой вйсотой, поэто- . тимые для обмоток полюсов в классиаеу иоле реакции .якоря замыкается по. ческих конструкциях, что.эквивалент*, пж Му наконечйику и, частично, но йовь|аению мощности машины на 15.:по сердечнику полюса. — В рассматри- 5 20%. При сохранении габаритной мощ, ваейой конструкции высота полюса ма- ности возможно пропорциональное сни ла, а ферромагнитные слдй в .катушках жение расхода активных материалов. расположены продольно так, что в по- наряду с этим достигается упрощение

: перечном направлении "катушки облада- . конструкции и технологии изготовле-: ,ют больэжм магнитным сойротивлени- - 60 ния машины.

1020930

: 1оаоезо

f2

Фие 6

ВНИИПИ Эаказ 3912/47

Тираж 687 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород,ул.Проектная,4