Электрическая машина постоянного тока

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - повышение надежности машины за счет снижения вибраций. В воздушном зазоре между зубчатым якорем 3 и полюсами 2 электрической машины расположен экран 5 из материала с высокой электропроводностью. Экран 5 крепится к станине с помощью стержней 6 из немагнитного металла, размещенных между главными полюсами. Размеры и количество стержней выбраны из условия, что собственные частоты закрепленного экрана ниже частот возмущающих сил. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

ГО(Г1З < ОН((.rVX

<.О((ИАПИС! и (ГСКИУ

Р Г СНУ Б(1И К.1(>1 Н 02 К 5/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕ!

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4407492/07 (22) 10.02.88 (46) 23.08.91. Бюл. M 31 (71) Ленинградское производственное электромашиностроительное обьединение

"Электросила" им.С.М. Кирова (72) М.Б.Ройтгарц, Е.И.Лисак, Ю.Г,Кац, А,И.Оголюк и Б.А.Г!анин (53) 621.313.04 (088.8) (56) Ивано-Смоленский A.Â. Электрические машины. — М.: Энергоиздат, 1980, с. 704 и

705. (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ПОСТОЯННОГО ТОКА

» SU, 1672543 А1 (57) Изобретение относится к электромашиностроению, Цель изобретения — повышение надежности машины эа счет снижения вибраций. В воздушном зазоре между зубчатым якорем 3 и полюсами 2 электрической машины расположен экран 5 из материала с высокой электропроводностью. Экран 5 крепится к станине с помощью стержней 6 из немагнитного металла, размещенных между главными полюсами. Размеры и количество стержней выбраны из условия, что собстненные частоты закрепленного экрана ниже частот возмущающ .х сил 3 э.п.флы, 2 ил.

1672543

Изобретение относится к электромашиностррению, а именно к электрическим машинам постоянного тока, Целью изобретения является повышение надежности эа счет снижения вибра- 5 ций, На фиг. 1 представлена электрическая машина, продольное сечение; на фиг. 2 — то же, поперечное сечение.

Электрическая машина содержит ста- 10 нину 1 (фиг.2) полюса 2 с обмоткой возбуждения, зубчатый якорь 3 с обмоткой, коллектор 4 (фиг.1). В воздушном зазоре между якорем 3 и полюсами 2 распсложен экран 5 из материала с высокой электро- 15 проводностью, например из меди, Экран крепится к станине с помощью стержней (шпилек) 6, выполненных из немагнитного металла с низкой электропроводностью.

Стержни размещаются между главными 20 полюсами в поперечной плоскости и крепятся к экрану вблизи его торцов в продольной плоскости. B радиальном направлении стержни обеспечивают жесткость конструкции и позволяют закреплять экран с зазора- 25 ми относительно якоря и полюсов.

В тангенциальном направлении крепление экрана с помощью стержней 6 является упругим, если размеры и количество стержней выбраны из условия, что собственные 30 частоты закрепленного экрана ниже «астот возмущающих сил. При этом диаметр стео жней определяется по формуле.

d<2v f h M 35

N.Å где d — диаметр стержня;

f -- частота вибровозмущающих сил;

h — высота полюса;

1Л вЂ” масса экрана; 40

N — количество стержнеи;

Š— модуль Юнга материала стержней.

Другим примером упругого крепления экрана в тангенциальном направлении является крепление его с помощью пружин, 45 натягиваемых между полюсами в тангенциальном направлении, но тех11оло ически это сложно.

Для повышения продольной х есткости экрана в междуполюсном пространстве к 50 экрану крепятся ребра 7 из немагнитного материала. Кроме того, на торцах экрана имеются короткозамыкающие кольца 8 из материала с высокой электропроводностью, например из меди, обеспечивающие высо- 55 кий эффект экранирования и повышающие жесткость экрана в тангенциалbHoM направлении, Такое исполнение обеспечивает высокую эффективность экранирования переменных полей и одновременно позволяет организовать интенсивное принудительное охлаждение якоря 3 и экрана 5 в осевом направлении. Толщина экрана должна быть не менее глубины проникновения переменного магнитного поля.

Крепление экрана выполняет две функции, С одной стороны,-оно должно быть упругим B тангенциальном направлении, чтобы исключить передачу тангенциальных колебаний экрана на полюсе, с другой стороны, крепление должны быть жестким в радиальном направлении, чтобы обеспечить точную фиксацию экрана в воздушном зазоре, при которой обеспечиваются зазоры между экраном, якорем и полюсами. Такое крепление, например, выполняется с г1омощью стержней (шпилек) 6 из немагнитlIolo металг1а с низкои электропроводностью. Стержни ввинчиваются в продольные ребра 7 или в короткозамкнутые кольца 8 экрана и в станину 1

В поперечной плоскости машины стержни 6 размещаются между главными полюсями 2. В продольной плоскости стержни устанавливаются вблизи торцов экрана 5.

По конструктивным и технологическим соображениям, а также для обеспечения радиальной вентиляции в р д случаев целесообразно подразделять единый сплошной экран на части. зл рыввющие полюсные наконечники и соединенные между собой гибкими перемычк .ми, образующими короткозлмыкзющие кольца. I!ð!n этом упругое крепление должно быгь произведено для к, ждой части экрана.

Устройство работает следующим образом.

Основное магнитное поле является результирующим для поля возбуждения полюсов 2 и поля реакц«и якоря 3. Это поле неподг ижно относи1е.", k) I ..о якоря и не индук тирует B экране 5 вихревые токи.

Пульсации тока в цепи якоря 3 и зубцовые пульсации поля якоря индуктируют в экране 5 вихревые ток., создающие встре-;I с направленные г. ис1очникам магни1ные поля, Взаимодейс гвие элект;1омагнитных полей и токо-. якоря 3, экрана 5 и полюсов 2 дает радиальные, тангенциальные вибровозмущающие силы.

Рассмотрил1 э1с,.тромагнитные силы в системе "якорь-экран--полюс" при пульсации тока в обмотке якоря.

1. Взаимодействие переменных полей и токов якоря и экрана создает радиальные и тангенциальные вибровозмущающие силы, приложенные к якорю и экрану Силы ил".еют

1612543 двойную частоту по отношению к частоте пульсаций тока якоря, 2. Взаимодействие переменных полей и токов якоря с постоянным полем возбуждения полюсов 2 создает радиальные и тангенциальные вибровозмущающие силы. приложенные к якорю и полюсам. Силы имеют частоту, равную частоте пульсаций тока якоря, 3. Взаимодействие переменных полей и токов экрана с постоянным полем возбуждения полюсов создает радиальные и тангенциальные вибровозмущающие силы, приложенные к экрану и полюсам. Силы имеют частоту, равную частоте пульсаций тока якоря.

4. Взаимодействие переменных полей и токов экрана с постоянным полем реакции якоря создает радиальные и тангенциальные вибрoвOзмущlþùèå силы, приложенные к якорю и экрану. Из приведе11ного анализа видно, что по скольку поля и токи экрана Hапрзвлены встречно по отношению к переменным (10 лям и токам якоря, результирующие силы, приложенные к полюсам и вызывзющие вибрации станины под влиянием экрана и якоря при высокой эффективности зкрзнирозания, равны i iл"

Это прОи-.õoäèò 11>лько при ". 1 vfОм закреплении экрана, ;0!äç колебзния экрзнз могут рассма-Оивзтьс1 Hpçàrncflìo От колебаний полюсов.

Гаким Обр;,30M, упру10 ззкоеllfl(- I ный экран 33!Ifи.цвет f";lãII,Iòíó!o систек1у от вибрации. РОЗн11кз Ощих 11э эз Г1у 11 сзций ToKQB

fI 05> О ке аког. 1. (ассмьгрим теперь электроl.làãíèòíûå силь в системе "якг рь-экрзн-по Ос, Но.;и ха>ощие из-.-з .,5 11вы; пульса.,и.1 поля sf 0ря

1, Вза.1моу,1й l f ue Ocl Овн,го рзбочего

Г!0 "я с 3 убl !,Орла,iм ь < Гаp 1ОHи з:1и по.lя ЯI .",1p создает радизльi ые виб-,10возмущаю.„ne

СИЛЫ, ПРИЛожЕННь Е К ЯКОРгО И ПОЛЮСЗМ, 5lil силы имеют з;бцовую частоту.

2. Взаимодей твие Ocl<0!1Horv поля возбуждения с переменными полями и токами

ЭкраНа СоэдаЕ радиаЛьНЫЕ И таНГЕНциаЛЬные вибровсзмущаю1цие силы, гриложенные к экрану и пол10сзм. Силы имеют зубцовую часто "у, 3, Взаимодейст, ие поля реакции якоря с переменными полями, и токами экрана создает радиальные и тангенциальные виб ровозмущзющ.1е силы, прилсженные к =-крану и якорю. Силы имеют зубцозун1

ЧаСТОТУ.

4. Взаимодействие переме11ных полей и токов экрана с зубцояыми гармониками поля экрана создает радиальные и тангенциальные вибровозмущающие силы, приложенные к экрану и якорю. Силы имеют удвоенную зубцовую частоту.

5 Иэ анализа сил ви1,но, что поскольку поля экрана направлены встречно по отношению к эубцовым гармоникам ноля якоря

1л демпфируют их, результирующие радиальные вибровоэмущающие силы, прило10 женные к полюсам, равны нулю.

Таким образом, упруго закрепленный экран защищает магнитную систему от радиальных вибраций, возникающих из-зз зубцовых пульсаций поля якоря, 15 Тангенциальные вибрации экрана не передаются нз магнитную систему блзгодаря упругой подвеске экрана на стержнях (шп1лльках) 6.

В результате, применение упруго за20 крепленного экрана обеспечивает высокую эффективность снижения MBI нитных вибраций якоря электрической fta!!f«fff! постоянlI0I 0 Тока.

2 .> Оэ О р м у л з и з о б р е т е н и я

1. Электрическая машина постоянного тока. содержзщая станину, полюга с полюсными 1;зкпнечниками зубчатый якорь и кол30 локатор,о - и- ающзя "s >pfn,÷ò0 с

ЦЕ. Н ° 110 Г Ь ШГНИ I Н -iqf .>Kf!OC I1 .=:.1 C" 01 CI ИжЕHn", Ибр гц.«Н ЭЗЗОрЕ М жду якорЕМ И пг>лк :з.1и рз:1!1P:LLIRI!11 1индрический экран

ИЭ МЗТЕРИЗ/ 1 С ВЫСОКОЙ ЭЛОК ГПОПРОНОДНО35 ст - 0. 1р «:еM 3Кр3Н прикрепл,,; станине уi, ó.0 н iëífенциальном Hзпрзвлении, наг.r Il 1с ., с помощью с ер":ней и 11емг-.! ни-НOf 0 лат ЕРИаЛа, ДИЗМЕТ Р КОТC 1ЫХ с;1 ë",!.ëÿåòñ из ус Овия обеспе гения соб:—

4о ствен1ых IacTQT экрана, мень!:Iffõ:астст

ВС ЗМУЩ.- ..ЩИХ СИЛ ПО "; СРМУЛЕ л

1< 2 / Р

Е

45 г,.,е d — 1иамегр стержня, t — частота вибровозмущающих сил;

Il — гысота полюса; "Л вЂ”. масса экрана;

f ÷ — количество стержней;

50 Š— модуль 101га материала стержней.

2 Узшина по п.,1, î r л и ч а ю щ а я с я гем, -. .о цииндрическ.1й экран выполнен составнымм из плас1ин, 3, Машина постоянного TG!.d по пп.1 и 2.

55 с т л и ч а ю щ а sI с я тем, что экран имеет продольные ребра, расположенные в междупо.поеном пространстве, и поперечные

КОРОтКОЗаМЫКаЮЩИЕ КОЛЬЦа На ТОРЦаХ ЭКРЗнз, выполненные из материала с высокой электрспрэводностью, например и" меди.

1672543

Составитель Ф. Подольская

Редактор В, Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор А. Осауленко

Заказ 2845 Тираж 330 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

4. Машина по пп. 1 — 3, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что стержни размещены в междуполюсном пространстве в зоне торцов экрана.