Коллекторная машина с зубчатым якорем

СОЮЗ СОНЕТСНИХОцВИЛЬ КНЕСПУБЛИй 31 А 09 (И)ГОСМДАРОТВЕН 4 Цй КПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН Т СССР ОТКРЫТИ описднив изоь к АВтОРсйОмУ сВМДДтельст Т о(21) 3 З 90810 Уг 4-07 ки, активные стороны которых при пе- (22) .01.02.82 реходе через кольцевой канал из од- (46) 30.053. Бва. 9, 20 ной части сердечника в другую ныпол- (72) В. Ф Юкреба,. Ю. Я, Безбородов, . нены с изгибом таким образом, чтоВ. В. Шреба и В. И. Тимошина секции смещены по окружности якоря ;(71) Омский,институт,ийжеиеров желез- с фиксированными для каждой части "Модорожного транспорта сердечийка величинами укорочения ша- (53) 621,313.2(688.8) .,га, о т л и ч а ю щ а я с я тем, чт (56) 1:. Костенко и, и , пиотров- с целью увеличения ее срока службы ский Л. И, .Электрические машины. за счет снижения нагрева обмотки от ,Т. 1, Л., ".Энергия"., 1972, с 51. всокоасотног тока, в одной из2;.Авторское свидетельство СССР частей сердечника нечетное количест-. В .284136,. кл. Н 02 Е 1/2 б, 1969. . во секций из числа крайних в каждомпазу, по меньшей мере одна, выполие-(4).(57) КОЛЛЕКТОРНАЯ ИАШНА С ЗУВ- ны с укорочением, не равным 4 иксироЧА 1 ЫИ ЯКОРЕМ, содержащим разделен- ванному значению других укорочений ный .кольцевым каналом на части сер- ;для этой части, причем полусумкаукоро дечник и уложенные в:его пазах сек- .:ченийзтих секций в разныхчастях выбрации Двухходовой несимметричной обмот- наравной одному зубцовому делению.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении крупных машин постоянного тока предельной мощности с двухходовой обмоткой якоря.Известны коллекторные машины постоянного тока, содержащие зубчатый якорь с уложенной в его пазах двух- ходовой обмоткой. Для улучшения теплоотвода якорь снабжен радиальными или аксиальными каналами 1 .В известных машинах, вследствие меньшей трудоемкости изготовления уравнителей, наибольшее применение получнлн несимметричные двухходовые однократно замкнутые обмотки якоря. Меньшая трудоемкость изготовления уравнителей обусловлена их установкой с одной стороны якоря. 10 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 электрнческой машины характерны те же перечисленные выше недостатки, т.е. наличие высокочастотного тока в параллельных ветвях обмотки, создающего дополнительные потери на нагрев обмотки н 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 количест 60 6 машин постоянного тока выявилось, что.во всех параллельных ветвях двух- ходовой обмотки протекает добавочный ок частоты, примерно в два раза меньей эубцовой, замыкающийся через щеточный контакт.25Для двухходовой несимметричной обмотки якоря характерно неоцинаковое 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 нанагрев обмоток и повышает их температуру.0На основании литературных источников величина добавочного высоко частотного тока может достигать 25% от тока параллельной ветви.Наиболее близкой К предлагаемой являетсяколлекторная электрическая машина. постоянного тока с зубчатым 49 якорем, содержащим разделенный коль" цевым каналом на части сердечник и уложенные в его пазах секции двух- ходовой 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 Ево 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 б обязательно выполщяется условие равенства полусуюы укорочений Еи 63 в разных частях сердечника одному эубцовому делению.Секции б обычно являются крайними в 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 равно- секционной (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 в том случае, когда Я. = = 6 1,5 О, а Вз= 6-10,5 Оп 1 О - число секций в пазу). При этом изгиб в кольцевом канале выполняется 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 демпфирующие свойства обмотки.В двухходовой несимметричной обмотке оба хода занимают неодинаковые положения в магниФном 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 высокочастотный3912/47 Тираж 687 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 113035, Москва, 3-35, Раушска.За Подписета СССРытийнаб., д, 4/5 иал ППП фПатент", г. ужгород, ул . Проектная,.так, заьыкающийся через щеточный контакт. А так мак условиями изготовления двухходовых обмоток в каждомпазу якоря укладывается нечетное количество секций, то для уменьшения, вы-,сокочастотного тока достаточно уменьшить ЭДС укаэанной частоты, лишь визбыточных (которых, естественно,будет нечетное число в каждом пазу,но.по крайней мере одна) секциях.Иэ-за його, что избыточные секции 10и каждом пазу при переходе черезкольцевой канал изменяют первый частичный шаг по паэам, благодаря чемуизменяется их укорочение так, чтоих.полусумма в разных частях сердечинка равна одноверу зубцовому делению,ее результирующее укорочение также составляет одно эубцовое деление.При таком укорочении шага избыточныхсекций обе ее активные стороны одинаковым образом расйоложены в магнитном поле высшей гармоники магнитнойиндукции., обуславливающей небалансную ЭДС. Следовательно, в обеих активных сторонах избыточйых секцийнаводятся ЭДС этой частоты, приблизительно равные по амплитуде и фазе,и при суммировании ЭДС активныхсторон происходит их компенсирование друг другом, вследствие чего амплитуда укаэанной ЭДС резко уменьшается. Следовательно, уменьшается небалансная ЭДС этой частоты и в конечном итоге высокочастотный добавочныйток.