Якорь электрической машины

 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструированию электрических машин, и может быть использовано при разработке и проектировании коллекторных электрических машин. Задача предлагаемого изобретения заключается в улучшении коммутации путем повышения демпфирующих свойств обмотки якоря и повышении технологичности выполнения обмотки. Поставленная задача решается тем, что в якоре электрической машины секции обмотки разделены на отдельные катушки, которые распределены по пазам якоря так, что, по меньшей мере, часть сторон катушек каждой предыдущей секции расположена в одних пазах со сторонами катушек последующих секций. В свою очередь катушки секции разделены на две части. Причем согласно изобретению первые стороны обеих частей катушек размещены в одном пазу якоря, а их вторые стороны расположены в разных пазах якоря. Данное решение обеспечивает увеличение числа сторон частей катушек последних секций предыдущих пазов, лежащих в одних пазах со сторонами первых секций последующих пазов, что повышает демпфирующие свойства обмотки якоря. Кроме того, снижаются индуктивность секций и небаланс якоря при механизированной намотке обмотки. В результате улучшается коммутация электрической машины, повышается ресурс работы коллекторно-щеточного узла. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструированию электрических машин, и может быть использовано при разработке и проектировании коллекторных электрических машин. Известен якорь электрической машины, содержащий равносекционную обмотку с укороченным шагом, секции которой разделены на отдельные катушки, распределенные по пазам якоря так, что, по меньшей мере, часть сторон катушек каждой предыдущей секции расположена в одних пазах со сторонами катушек последующих секций (см. Патент РФ 04095784/24-07 от 29.07.86).

Недостатком данного якоря является невозможность применения автоматизированной намотки при нечетном числе пазов якоря из-за возникновения при этом значительного небаланса якоря. Кроме того, рассмотренный якорь имеет недостаточно высокие демпфирующие свойства обмотки, что не позволяет существенно улучшить коммутацию якоря при наличии неидентичности коммутационных циклов. Рассмотренный якорь служит прототипом предлагаемого изобретения. Задачей изобретения является улучшение коммутации путем повышения демпфирующих свойств обмотки якоря и повышение технологичности выполнения обмотки.

Поставленная задача достигается тем, что в якоре электрической машины, содержащем равносекционную обмотку с укороченным шагом, секции которой разделены на отдельные катушки, распределенные по пазам якоря так, что, по меньшей мере, часть сторон катушек каждой предыдущей секции расположена в одних пазах со сторонами катушек последующих секций, согласно изобретению указанные катушки секций дополнительно разделены на две части, первые стороны которых расположены в одном пазу якоря, а вторые стороны размещены в разных пазах якоря. Благодаря вышеперечисленным отличительным признакам предлагаемая конструкция обеспечивает снижение небаланса якоря при автоматизированной намотке обмотки, а также увеличение числа активных сторон последних секций предыдущих пазов, лежащих в одних пазах со сторонами первых секций последующих пазов, что повышает демпфирующие свойства якоря. Кроме того, в предлагаемом якоре по сравнению с прототипом снижается величина индуктивности секций, что позволяет снизить величину требуемой коммутирующей ЭДС.

Таким образом, благодаря повышению демпфирующих свойств обмотки предлагаемый якорь имеет более высокую коммутационную устойчивость, чем якорь-прототип, что позволяет повысить ресурс работы коллекторно-щеточного узла, снизить уровень радиопомех от электрической машины. Предлагаемая конструкция позволяет также снизить небаланс якоря при автоматизированной намотке обмотки, а также величину индуктивности секций и, соответственно, требуемой коммутирующей ЭДС. Наиболее предпочтительно использовать предложенный якорь в машинах малой мощности с тяжелыми условиями коммутации с числом элементарных пазов в реальном, равном единице.

На чертеже представлен вариант схемы петлевой обмотки предлагаемого якоря с Un=1 и с двумя катушками в секциях.

Секция, состоящая из первой катушки, включающей части 1 и 2, первые стороны которых лежат в пазу 16, вторые стороны - в пазах 23 и 9, а также второй катушки, включающей части 3 и 4, первые стороны которых лежат в пазу 17, а вторые стороны - в пазах 9 и 10, подключена к коллекторным пластинам 24 и 25. Следующая секция, подключенная к коллекторным пластинам 25, 26, выполнена аналогичным образом и состоит из первой катушки, включающей части 5 и 6, первые стороны которых лежат в пазу 17, а вторые стороны - в пазах 9 и 10, а также второй катушки, включающей части 7 и 8, первые стороны которых лежат в пазу 18, а вторые стороны - в пазах 10 и 11. Следовательно, по две стороны частей указанных соседних секций лежат в пазу 17 и три стороны их частей - в пазах 9 и 10, что обеспечивает повышенную магнитную связь между соседними секциями и увеличение демпфирующих свойств обмотки якоря (коэффициент демпфирования равен 0,674 против 0,75 в якоре прототипе).

Работа предлагаемого якоря. В процессе вращения якоря секция из частей 1-4 входит в зону коммутации и ламели 24, 25, к которым она подключена, замыкаются щеткой. Затем начинает коммутировать вторая секция из частей 5-8, подключенная к ламелям 25, 26. При завершении коммутации секцией из частей 1-4 она передает часть запасенной электромагнитной энергии секции из частей 5-8, т.к. стороны их частей, лежащие в одних пазах 9, 10, 17, имеют высокую взаимную магнитную связь. В результате снижается количество энергии, выделяемой в скользящем контакте в виде искрения при завершении коммутации секций якоря.

Формула изобретения

Якорь электрической машины, содержащий равносекционную обмотку с укороченным шагом, секции которой разделены на отдельные катушки, распределенные по пазам якоря так, что, по меньшей мере, часть сторон катушек каждой предыдущей секции расположена в одних пазах со сторонами катушек последующих секций, отличающийся тем, что катушки секций дополнительно разделены на две части, первые стороны которых расположены в одном пазу якоря, а вторые стороны размещены в разных пазах якоря.

РИСУНКИ

Рисунок 1