Многополюсная электрическая машина постоянного тока

 

Изобретение относится к электромашиностроению , Целью изобретения является упрощение конструкции и улучшение использования материалов. Машина содержит индуктор 1 с 2р If

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

° РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 К 23 54

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

:(21) 4230035/24-07 (22) 15.04.87 (46) 30.10,88. Бюл. К 40 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) В.Д. Завгородний, N.Â. Черепаняк и 1О.И. Чучман (53) 621 ° 313.2(088 ° 8) (56) Патент США У 43 15178, кл. 310-154, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1374355, 1986.

„.Ь0, 1434527 А1 (54) МНОГОПОЛЮСНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электромашиностроению ° Целью изобретения является упрощение конструкции и улучшение использования материалов.

Машина содержит индуктор 1 с 2р = 1«

«(2m+2n) полюсами 2 чередующейся полярности, снабженный шестерней 3 с числом зубьев Z, якорь 4 с S

=1(2n-1) секциями 5,подсоединенными к

1434527 — целое! коллектору 6, контактирующему со щетками 7, 8, размещенными на щеточной траверсе 9. Валик 11 установлен в дополнительных подшипниках 10 на якоре 4. На валике 11 жестко закреплена шестерня 12 с числом зубьев

Z, которая сцеплена с зубьями шестерни 3 индуктора 1. Имеются два кон,тактных кольца 13, 14 и соприкасающие-: ся с ними щетки 15, 16. Коллектор б установлен концентрично оси валика

11, жестко сочлененного с траверсой

Изобретение относится к электроашиностроению и может быть использоано в моментных двигателях постояного тока инфранизких частот вращеия с повышенными требованиями к обесечению постоянства частоты вращения ! пределах одного оборота или его асти.

Цель изобретения — упрощение кон1 тру ции и улу ение использования 10 материалов. !

На фиг, 1 показана конструкция предлагаемой многополюсной электри° ° еской машины постоянного тока для лучая 2р=30; S=21 n=4, m=1 и 1=3; а фиг. 2 — конструкция якоря и траферсы; на фиг. 3 - электрическая схема подсоединения секций обмотки к коллекторным пластинам, при этом

Для удобства пользования схемой изме- 2О нен порядок размещения секций, показанный на фиг. 3.

Иногополюсная электрическая машиНа постоянного тока содержит индуктор

1 с 2р=1 (2m+2n)=3(2 1+2 4)=30 полюсами 2 чередующейся полярности, снабженный шестерней 3 с числом зубьев якорь 4 с S = 1(2n-t)=3(2 4-1)=21 секциями 5, подсоединенными к коллектору 6, контактирующему со щетками 30

7 и 8, размещенными иа щеточной траверсе 9. В дополнительных подшипниках 10 на якоре 4 установлен валик

11, на котором жестко закреплена шестерня 12 с числом зубьев Z, сцеплен- 35 ная с зубьями шестерни 3 индуктора

1. Имеются два контактных кольца 13

9. Контактные кольца 13, 14 выполнены со средним радиусом, равным величине смещения оси валика 11 относительно вала 17 двигателя, и установлены на торцовых поверхностях корпуса двигателя. Щетки 15, 16, соприкасающиеся с контактными кольцами 13, 14, выполнены цилиндрическими, установлены по торцам валика 11 по его оси и соединены с сЪответствующими щетками 7, 8 траверсы 9. 3 ил.

1 табл.

2 и 14 и соприкасающиеся с ними щетки

15 и 16. Коллектор 6 установлен концентрично оси валика 11, жестко сочлененного с траверсой 9. Контактные кольца 13 и 14, выполненные со средним радиусом, равным величине смещения оси валика 11 относительно вала

17 двигателя, установлены на торцовых поверхностях корпуса двигателя.

Соприкасающиеся с контактными кольцами 13 и 14 щетки 15 и 16 выполнены цилиндрическими и установлены по торцам валика -11 по его оси и соединены с соответствующими щетками 7 и 8 траверсы 9. Числа зубьев Z < и Z удовлетворяют соотношению,, и <=1 (m+n) =3 (4+1 ) =15 что, например, реализуется при Z =90 и Zg=

Секции 5 обмотки якоря 4 подключены к коллектору 6 следующим образом.

Начала секций с порядковь1ми номерами подключены к коллекторным пластинам с номерами

i-1

1=1 c+3lla

2п-1 а концы секций с номерами i — к коллекторным пластинам с номерами +у, i-! (2n-1) d+i-у- 3nt 2п-1 где С = — — -- — — — - ——

У число при любом наименьшем d

=О,i 2;

S К+1 у = — — — — — шаг обмотки

) 434527

20

10

19

10

10

17

40

12

17

14

18

15

17

18

18

20

21

К = 1,2,3, „. — наименьшее число, обеспечивающее выполнение условия, S К+1 при котором -- †-- равн6 целому числу, 1,2, ...,S и ъ =1,2, ...,S — со5 ответственно номера секций и номера коллекторных пластин в порядке их расположения по окружности якоря, начиная с произвольно взятой. 10

Порядок подсоединения секций обмотки якоря к коллекторным пластинам при S=21 2р=30, п=4, тп=1 и 1=3 приведен в таблице.

При подаче напряжения на контактные кольца 13 и l4 ток будет протекать по цепи: контактное кольцо 13, щетка 16, щетка 8, пластины коллектора 1к,2 к и 21к, шесть параллельных ветвей обмотки якоря, первая из которых состоит из последовательно соединенных секций 1с, 5с и 2с вторая—

4с, 7с и Зс; третья — 8с, 12с, 9с и 13с; четвертая .— 11с, 14с и 10с пятая — 19с, 16с и 20с; шестая — 15с, 18с, 21с и 17с; пластины коллектора

10к, 11 к и 12к; щетка 7, щетка 15 и контактное кольца 14. В результате взаимодействия тока, протекающего по секциям l ñ-2.1 с, с магнитным полем полюсов 2 индуктора 1 возникает электромагнитный момент, под действием которого якорь вращается.

При вращении якоря 4 шестерни 3 и 12 обеспечивают вращение щеточной траверсы 9 относительно коллектора

6 со скоростью, в р раз большей скорости якоря 4 относительно индуктора

1, При этом, как и в прототипе, в каждой из секций за один оборот якоря направление тока изменяется 2 р раз, что обеспечивает функционирование предлагаемой электрической машины как машины постоянного тока. Для рассматриваемого случая минимальное число коллекторных пластин, контактирующих со щетками 7 и 8 равняется трем, что исключает возможность обесточивания одной или нескольких параллельных ветвей обмотки.

Предлагаемая многополюсная электрическая машина постоянного тока по сравнению с прототипом обладает следующими преимуществами: упрощена кинематическая схема машины и, как следствие, упрощена ее конструкция (установка только двух, шестерен вместо четырех шестерен у прототипа и исключение дополнительных подшипников на валу двигателя при полном сохранении эксплуатационных характеристик); устранены конструктивные ограничения на диаметр коллектора, что позволяет выполнить его с размерами, обеспечивающими оптимальное использование материалов щеточно-коллекторного узла, и применить штатную технологию изготовления коллеХторов, принятую в электромашиностроении, вне зависимости от величины диаметра самого коллектора.

f434527

Ф о р м у л а изобретения

Многополюсная электрическая машина постоянного тока, содержащая индуктор с 2р=2(m+n) полюсами чередую5 щейся полярности, снабженный шестерней с числом зубьев Z, якорь с

Б 1(2п-l) секциями, подсоединенными к коллектору, контактирующему с двумя О щйтками, размещенными на щеточной траверсе, валик, установленный в допалнительных подшипниках на якоре, шестерню с числом зубьев Z, сцепленну о с зубьями шестерни индуктора и жестко закрепленную на валике, два

15 контактных кольца и соприкасающиеся с ними щетки, о т л и ч а ю щ а яс н тем, что, с целью упрощения конструкции и улучшения использования материалов, коллектор установлен концентрично оси валика, жестко сочлененного с траверсой, контактные кольца, выполненные со средним радиусом, равным величине смещения оси валика относительно оси вала двигателя, установлены на торцовых поверхностях корпуса двигателя, щетки, соприкасающиеся с контактными кольцами, установлены по торцам валика по его оси и соединены с соответствующими щетками траверсы, числа зубьев 2, и Z г удовлетворяют соотношению

Z„/Zi=1(m+n) где 1 .и m = 1,2,3,...;

n = 2,3,4, ) 434527

Составитель С.Шутова

Техред М. Дидык Корректор Л.Патай редактор А.Ревин

Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5563/55

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, уп. Проектная, 4