Коллекторная машина с зубчатым якорем

 

КСЗЛЛВКТОРНАЯ ИДШИНА С ЗУБЛШШМ-ЯКОРЕМ , содержавшим разделенный кольцевым каналом на части сердечник и уложенные в его пазах секции . Длаухходовой несимметричной обмотки; , активные стороны которых при переходе через кольцевой канал из одной части сердечника в другую выполнены с изгибом таким образом, что секции сметены по окружности якоря с фиксированными для каждой части сердечника величинами укорочения шага , о т л и ч a ,ю щ a я с я тем, что, с целью увеличения ее срока, службы за счет снижения нагрева обмотки от высокочастотного тока, в одной из частей сердечника нечетное количест-: во секций яз числа крайних в каждом пазу, по меньшей мере одна, выполнены с укорочением, не paBHijM фиксированному значению других укорочений :дпя этой части, причем полусуима укоро§ :чений этих секций в разных частях выбрана равной одному зубцовому делению.

,SU„„I020931

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

О ЮЛ

3, ЕСПУБЛИЙ

OllHGAHHE H3OBPE

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ э 1

Ъ>

ГОСЗЯАРОТВЕН4ЫЙ КОМИТЕТ СССР

fe ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OfHPblTHA (21 ) 3390810/24-07 (22) 01.02.82 (46 ) 30.05 83 ° " .Бюа Ю. 20 (72) В. Ф. Юкреба Ю. Я, Безбородов, В. В. Шире@а и В. И. Тимошина

: (71) Омский институт, ийжеиеров желез"нодорожного транспорта (53) 621. 313.2 (688.8) (56) 1:. Костенко И.: П, Пиотровский Л. И. -Электрические машины. ,Т. 1, Л. „".Энергия", 19.72, с. 51.

-2; .Авторское свидетельство СССР

В -284136,. кл. Н 02 K 1/26, 1969, : (54 ).(57) КОЛЛЕКЖОРНАЯ ИМИИНА С ЗУВЧАХЫИ -ЯКОРЕМ, содержащим разделен-ный .кольцевым каналом на части сердечник и уложенные в .его пазах секции Двухходовой несимметричной обмотки, активные стороны которых при переходе через кольцевой канал из одной части сердечника в другую выполнены с изгибом таким образом, что секции смещены.по окружности якоря с фиксированными для каждой части сердечийка величинами укорочения taara, отличающаяся тем, что, с целью увеличения ее срока службы за счет снижения нагрева обмотки от высокочастотного тока, в одной из частей сердечника нечетное количест-. во секций из числа крайних в каждом пазу, по меньшей мере одна, выполне- ны с укорочением, не равным Фиксированному значению других укорочений для этой части, причем полусумь|аукороЯ чений этих секций в разных частях выбрана равной одному зубцовому делению.

1020931

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано прн изготовлении крупных машин постоянного тока предельной мощности с двухходовой обмоткой якоря.

Известны коллекторные машины постоянного тока, содержащие зубчатый якорь с уложенйой в его пазах двухходовой обмоткой. Для улучшения теплоотвода якорь снабжен радиальными или аксиальными каналами (1 ).

В известных машинах, вследствие меньшей трудоемкости изготовления уравннтелей, наибольшее применение получнлн несимметричные двухходовые однократно замкнутые обмотки якоря.

Меньшая трудоемкость изготовления уравнителей обусловлена их установкой с одной стороны якоря.

Однако при эксплуатации известных сердечника в .другую выполнены с иэгибом таким образом, что .секции смещены по окружности якоря и фиксированными для каждой части сердечника величинами укорочения шага (2 3.

Для известной коллекторной элект-:: рнческой машины характерны те же перечисленные выше недостатки, т.е. наличие высокочастотного тока в параллельных ветвях обмотки, создающего дополнительные потери на нагрев обмотки и повышающего ее температуру.

Цель изобретения — увеличение срока,службы машины за счет снижения температуры нагрева обмотки от добавочного высокочастотного тока.

Укаэанная цель достигается тем, что в коллекторной электрической машине с зубчатым якорем в одной иэ частей сердечника нечетное количест60

65 машин постоянного тока выявилось, что-во всех параллельных ветвях двухходовой обмотки протекает добавочный ок частоты, примерно в два раза меньей эубцовой, замыкающийся через ще точный контакт.

Для двухходовой несимметРичной обмотки якоря характерно неодинаковое расположение обоих ходов в магнитном поле машины, вследствие чего между ними возникает небалансная ЭДС, под действием которой и протекает добавочный ток. Добавочный ток вызывает добавочные потери на нагрев обмоток и повышает их температуру.

О

На основании литературных источников величина добавочного высоко- 35 частотного тока может достигать 25% от тока параллельной ветви.

Наиболее близкой К предлагаемой является коллекторная электрическая машина. постоянного тока с зубчатым 49 якорем, содержащим разделенный кольцевым каналом на части сердечник и уложенные в его пазах секции двухходовой несимметричной обмотки, активные стороны которых при пеРеходе 45 через кольцевой канал из одной части во секций в каждом пазу, по меньшей мере, одна, выполнены с укорочением, не равным фиксированному значению других укорочений для этой части, причем полусумма укорочений этих секций в разных частях равна одному зубцовому делению.

На фиг. 1 схематично изображено устройство якоря предлагаемой машины, на фиг. 2 - принципиальная схема одного иэ возможных вариантов обмотки.

Пакет сердечника якоря выполняется из двух частей 1 и 2, отделенных одна от другой нажимным фланцем 3,. благодаря чему создается кольцевой канал. Обмотка 4, вместо которой условно показан ее элемент, поясняющий схему укладки, является общей для обеих частей 1 и 2. В промежутке между пакетами секции обмотки в части 1 сердечника относительйо части 2 смещены по окружности якоря. часть секций 5 обмотки выполнены аналогично прототипу .с укорочением Е„ в пер-. вой части и Е во второй. Секции б, которых в каждом пазу нечетное число, выполнены с укорочением 3 и при переходе через кольцевой канал также смещены по окружности якоря. При этом для секций 6 обязательно выполняется условие равенства полусумьы укорочений E,„è 63 в разных частях сердечника одному эубцовому делению.

Секции 6 обычно являются крайними

s пазах, что вызвано технологическими особенностями укладки в них об« мотки. Для достижения поставленной цели можно секции 5 также выполнить с укорочением Е, однако в этом случае обмотка якоря получается равносекционной (секции 5 и 6 лежат также в одном пазу обеих частей сердечника), что значительно ухудшает ее комьутационные свойства по сравнению с прототипом. Преимущественный вариант выполнения двухходовой обмотки достигается s.том случае, когда Я. =

= 6 1,5 U а В =8 1 0,5 Оп (U„- число секций в пазу). При этом изгиб в кольцевом канале выполняетая для одной активной стороны секции (фиг. 2). В этом случае крайняя секция каждого паза в части 1 сердечника. находится.в других пазах, благодаря чему сохраняются почти на том же уровне демпфирувщие свойства обмотки.

В двухходовой несимметричной обмотке оба хода занимают неодинаковые положения в магнитном поле машины, что порождает разницу ЭДС между ними, получившую название.небалансной. Наибольшая амплитуда небалансной ЭДС характерна дия .высшей гармоники магнитйой индукции,: порядок которой в два раза ниже эубцовой. Под действием укаэанной небалансной ЭДС по обмотке якоря протекает высокочастотный

1020931 ф иа2

Составитель А ° Кецарис, Редактор Е. Папп Техред О.Неце Корректор С. Иекмар. Заказ 3912/47 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул . Проектная, 4.так-, заьыкающийся через щеточный контакт. А так мак условиями изготовления двухходовых обмоток в каждом дану якоря укладывается нечетное количество секций, то для уменьшения. вы- . сокочастотного тока--достаточно умень- 5 шить ЭДС укаэанной частоты, лишь в избыточных (которых, естественно, будет нечетное число в каждом пазу, но.по крайней мере одна) секциях.

Иэ-за того, что избыточные секции 10 и каждом пазу при.переходе через кольцевой канал изменяют первый частичный шаг по паэам, благодаря чему изменяется их укорочение так, что их .полусумма в разных частях сердеч- 35 инка равна одною у зубцовому делению, ее результирующее укорочение также составляет одно эубцовое деление.

При таком укорочении шага избыточных секций обе ее активные стороны одинаковым образом расйоложены в магнитном поле высшей гармоники магнитной индукции, обуславливающей небалансную ЭДС. Следовательно, в обеих активных сторонах избыточйых секций наводятся ЭДС этой частоты, приблизительно равные по амплитуде и фазе, и при суммировании ЭДС активных сторон происходит их компенсирова ние друг другом, вследствие чего амплитуда укаэанной ЭДС резко уменьшаЕтся. Следовательно, уменьшается небалансная ЭДС этой частоты и в конечном итоге высокочастотный добавочный ток.