Электрическая машина постоянного тока с несимметричной двухходовой обмоткой якоря

 

Союз Советсиик

Социапистическик

Респубпик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (6l) Дополнительное к авт. свид-иу(5))М; Кл. (22) Заявлено 02. 07. 80 (21) 2951120/24-07 с присоединением заявки .Ve— (23) Приоритет

H 02 К 23/40

Гоеударстмнный каинтвт

IIo делан нзабретаннй н открытнй

Опубликовано 28. 02. 82. Бюллетень М 8

Дата опубликования описания 01.0,.82 (53) УДа(621. 313..2 088.8 (72) Авторы изобретения

1 """-"

В. Ф. Шкреба и В. Д. Авилов

1 (Омский институт инженеров железнодорож ого транспорта.: ..

5 (7I ) Заявитель (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ПОСТОЯННОГО ТОКА

С НЕСИММЕТРИЧНОЙ ДВУХХОДОВОЙ ОБМОТКОЙ

ЯКОРЯ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для настрой ки коммутации электрических машин постоянного тока с двухходовой несимметричной обмоткой якоря, преимущест венно значительных мощности и габаS ритов при изготовлении, а также в процессе эксплуатации после их изготовления или ремонта.

Известна электрическая машина пос о тоянного тока, содержащая якорь с несимметричной двухходовой обмоткой, добавочные полюса и главные полюса, при этом последние снабжены наконечЪ никами с пазами, в которых размещена компенсационная обмотка, закрепленная немагнитными клиньями. Наконечники главных полюсов выполнены из двух половин, смещенных вдоль окружности воздушного зазора от оси. симметрии главного полюса. Раздвижка половин полюсных наконечников

tq рекомендуется на величину1 — где

У

t - зубцовое деление якоря (1) .

Воздействие на основное магнитное поле в известном устройстве обеспечивает резкое снижение пульсации межламельного напряжения, что исключает опасность возникновения искрения щеток и положительно сказывается на коммутации.

Однако при этом уменьшается ширина зоны коммутации, так как полюс.ные наконечники смещаются в сторону добавочных полюсов, уменьшая тем самым межполюсное расстояние,определяющее ширину этой зоны. Таким образом, не всегда достигается улучшение коммутации машины.

Наиболее близкой к предлагаемой является электрическая машина посто янного тока с несимметричной двухходовой обмоткой якоря, содержащая индуктор с добавочными и главными полюсами с полюсными наконечниками, в которых выполнены пазы, где разме" щена компенсационная обмотка, закрытая клиньями 373.

909765

Недостатком ее является .то,.что Rblc шая гармоника поля наводит небалансную ЗДС в параллельных ходах обмотки якоря, вызывающую пульсацию межламельного напряжения якоря и ухудшает коммутацию электрической машины . постоянного тока.

Цель изобретения - улучшение коммутации машины путем уменьшения высшей гармоники магнитной индукции. <о

Поставленная цель достигается тем. что пазы выполнены с шагом, равным половине периода и-й гармоники, где п=2,3,4..., число пазов равняется 4 21, где k=1,2,3...m, ось l5 симметрии среднего паза совпадает с осью симметрии главного полюса, оси симметрии крайних пазов совмещены с краями главного полюса, а клинья выполнены магнитными и не- 20 магнитными, чередующимися между собой.

Ъ

При числе пазов, равном 4 у, +1, средний паз закрыт магнитным клином.

При числе пазов, равном 4к-l, средний паэ закрыт немагнитным клином.

На фиг. 1 изображена электрическая машина, разрез; на фиг. 2 картина основного магнитного поля в зв воздушном зазоре ЭМПТ.

Предлагаемое устройство представляет собой электрическую машину постоянного тока, которая содержит якорь

Г с двухходовой обмоткой, главные полюса 2 с наконечниками 3 и добавочные полюса 4.

В наконечниках 3 главных полюсов

2 выполнены пазы 5, в которых размещена компенсационная обмотка 6, 40 закрепленная чередующимися немагнитными 7 и магнитными 8 клиньями.

На фиг. 2 представлены кривая 9 индукции основного магнитного поля, имеющая .в своем составе основную гармонику 10, высшую гармонику " синусоиду 11, и синусоида 12 - составляющая поля компенсационной обмотки 6, обусловленная зубчатостью наконечника 3 главного полюса. 2, т.е. наличием пазов 5, закрытых немагнитными 7 клиньями и находящаяся в противофазе с синусоидой 11., При любой ширине полюсного наконечника 3 максимум высшей гармоники

55 всегда лежит на оси симметрии главного полюса 2, что обусловлено ее нечетным порядком. Следовательно, один паз для компенсационной обмотки

6 выполнен таким образом, что его ось симметрии совпадает с осью симметрии главного полюса 2 °

Остальные пазы 5 расположены по обе стороны от указанного паза в местах макСимумов высшей гармоники, т,е. с шагом, равным половине ее периода.

Компенсационную обмотку 6 закрепляют в пазах 5, закрывая их клинь ями 7 и. 8. Чередование немагнитных

7 и магнитных 8 клиньев осуществляют следующим образом, Если направление магнитных потоков основного поля и высшей гармоники 11 совпадает, то в средний паэ ставят немагнитный клин

7, если противоположно - магнитный 8.

Благодаря указанному распределению компенсационной обмотки 6 и зубчатости наконечника 3 главного полюса 2, создают составляющую магнитного поля компенсационной обмотки 6 кривая 121, равную по частоте и амплитуде высшей гармонике (кривая 11), но находящуюся в противофазе с ней.

Указанное выполнение заявляемого устройства предусматривает выполнение пазов таким образом, что их оси симметрии проходят через максимумы высшей гармоники.

В случае, когда наконечник главного полюса имеет 4y,+1 пазов, где

k выбрано иэ ряда натуральных чисел начиная с 1, по оси симметрии главного полюса направление магнитного потока высшей гармоники совпвдает с направлением магнитного потока основного магнитного поля. Следовательно, для уменьшения высшей гармоники под серединой главного полюса паз закрывают немагнитным клином, Для гашения гармон...ки под всем главным полюсом установлены немагнитные клинья во всех, местах совпадения направлений магнитных пот ков высшей гармоники с направлением основного магнитного поля, В местах противоположных направлений указанных магнитных потоков пазы закрыты магнитными клиньями, так как в них не требуется уменьшать высшую гармонику.

Таким образом, происходит чередование пазов, закрытых магнитными и немагнитными клиньями °

В случае, когда наконечник главного полюса имеет 4х -1 пазов, по оси симметрии главного полюса направ.

909165 ление магнитного, потока высшей гармо ники не совпадает с направлением магнитного потока основного магнитного поля. Следовательно, гашение высшей гармоники под серединой главного полюса не требуется, и паз, ось симметрии которого совпадает с осью симметрии главного полюса, закрыт магнитным клином, Под его соседними пазами направления магнитных потоков основного поля и высшей гармоники совпадают, повтому для уменьшения последней эти пазы закрыты немагнитными клиньями.

Указанное чередование магнитных и немагнитных клиньев обеспечивает такую зубчатость наконечника главного полюса, которая обусловливает создание высшей гармоники, частично или полностью гасящей высшую гармонику магнитной индукции в ЭМПТ.

Иными словами, предлагаемая конструкция обеспечивает частичное или полное гашение высокочастотного тока, возникающего и протекающего в параллельных ходах двухходовой обмотки якоря, благодаря наличию ЭДС вращения, частота которой равна частоте высшей гармоники. При этом щеточный контакт ЗМПТ разгружается от высокочастотного тока, что улучшает ее коммутацию.

Кроме того, в предлагаемой конструкции нет смещения главных полюсов или смещения полюсных наконечников, поэтому межполюсное расстояние не изменяется, и ширина зоны ,коммутации, составляющая обычно 50653 межполюсного расстояния, остается неизменной.

Формула изобретения

1. Электриче кая машина постоянного тока с несимметричной двухходовой обмоткой якоря, содержащая индуктор с добавочными и главными полюсами с полюсными наконечниками, в которых выполнены пазы, где размещена компенсационная обмотка, закрытая клиньями, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью улучшения коммутации путем уменьшения высшей гармоники магнитной индукции, пазы выполнены с шагом, равным половине периода и-й гармоники, где п=2,3,4... число пазов равняется 4к+1, где к=1

2.3,...m, ось симметрии среднего паза совпадает с осью симметрии главного полюса, оси симметрии крайних пазов совмещены с краями главного полюса, а клинья выполнены магнитными и немагнитными, чередующимися между собой.

2. Электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что, при числе пазов, равном 4 +1, в среднем пазу размещен магнитный клин.

3. Электрическая машина ho п,1, о т л и ч а ю щ а .я с я тем, что при числе пазов, равном 4 < -1, в среднем газу размещен немагнитный клин.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Ипатов П, М. Иногоходовые обмотки якорей электрических машин постоянного тока. И-Л., "Наука", 1965, с. 14-1g.

2. Костенко М.П.и Пиотровский Л,М.

Электрическая машина. M-Л., 1957, с. 170.

909765 4а 2

Составитель Т. Калашникова

Редактор А. Фролова Техред И.Гайду Корректор С. Шекмар

Заказ 907/75 ираж 719 Подл ис ное

ВНИИПИ Государственного конитета СССР по делан изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д 4/5 филиал ППП "Патент), г. Ужгород, ул. Проектная, 4