Якорь коллекторной униполярной машины

О П И С А Н И Е Р 1 48056ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических(51) М. Кл. Н 021 31/02 киединением з Гасударственный номите Совета Министров СССР риоритет бликовано 05,08.75, Бюллетень29(53) У 21.313.29088,8) по делам изобретений и открытий(71) Заявите Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго ОрджоникидзеОРНОЙ УНИПОЛЯРНОЙ МАШИНЫ КОЛ(54) ить пульсации пульсации торов,тем, что щеттороне диска, асположенных оловипу шириИзобретение относится к электрическим машинам, в частности к униполярным машинам постоянного тока. Предпочтительная область применения - электродвигатели и системы генератор - двигатель униполярного типа со сверхпроводниковыми индукторами.Известны якори коллекторных униполярных машин, содержащие несущий диск, по обеим сторонам которого расположены проводники обмотки, выведенные на коллекторь 1 и последовательно соединенные посредством щеток и неподвижных отводов.Недостатком известного якоря коллекторной униполярной машины является периодическое изменение внутреннего сопротивления оомотки в два раза в процессе коммутации при частичном перекрытии каждой щеткой двух соседних коллекторных пластин, что приводит к пульсации тока якоря в двигательном режиме и пульсации тока и напряжения якоря в генераторном режиме. Это отрицательно влияет на характеристики упиполярных машин постоянного тока.Цель изобретения - устрантока якоря двигателя, а такжека и напряжения якоря генератоУказанная цель достигаетсяки, расположенные на одной ссмещены относительно щеток, рна другой стороне диска, на п ны коллекторнои пластины, а щетширину, равную половине ширинысоответствующего коллектора.На фиг. 1 изображен якорь коллекторной 5 унпполярной машины дискового типа в продольном разрезе; на фиг. 2 - схема с независимыми частямиобмотки якоря, расположенными с разных сторон диска; на фиг, 3 - схема с перекрестным соединением проводников 10 частей обмотки якоря в центральной зоне диска.Диск ротора 1 несет левый центральныйколлектор 2, на котором размещены щетки 3, имеющие отводы 4. К пластинам коллектора 2 15 присоединены концы проводников 5 левой части обмотки якоря (фиг, 2) или проводники правой части обмотки (фиг. 3), Щетки 6 на левом периферийном коллекторе 7 расположены в тех же меридианных плоскостях, что и 20 щетки 3 (фиг. 2) или сдвинуты относительнопих ца половину ширины коллекторной пластины (фпг, 3). Якорь вставлен в отверстие катушки сверхпроводникового индуктора 8, создающего магнитное поле возбуждения. На 25 правом периферийном коллекторе 9 размещены щетки 10 с отводами 11. К пластинам коллектора 9 присоединены проводники 12 правой части обмотки якоря. Щетки 13 установлены на правом центральном коллекторе 14 в 31 тех же мерипианных плоскостях, что и щетк 1135 40 45 10 (фиг. 2), или сдвинуты относительно них на половину ширины коллекторной пластины (фиг. 3). Несущий диск 1 укреплен на валу ротора 15, Коллекторы 2, 7 и 9, 14 электрически изолированы от диска 1 и вала 15. Между пластинами коллекторов имеются тонкие электроизоляционные слои 16. Число щеток па каждом коллекторе в два раза меньше числа коллекторных пластин. Меридианные плоскости расположения щеток 10 и 13 смещены на половину ширины коллекторной пластины относительно соответствующих меридианных плоскостей расположения щеток 3 и 6 (фиг, 2), В схеме по фиг. 3 меридианные плоскости расположения щеток 6 и 13 имеют смещение на половину ширины коллекторной пластины относительно соответствующих меридианных плоскостей расположения щеток 3 и 10. Ширина щетки равна половине ширины пластины коллектора, на котором установлена щетка,Якорь коллекторной униполярной машины работает следующим образом,В результате пересечения проводниками 5 и 12 магнитных линий поля возбуждения в этих проводниках наводятся э. д.с. Щетки и отводы соединяют проводники обмотки последовательно. При вращении ротора в процессе коммутации щетки периодически перекрывают соседние пластины коллекторов. Благодаря тому, что щетки на коллекторах размещены с указанным сдвигом на половину ширины коллекторной пластины, а ширина щетки равна половине ширины пластины соответствующего коллектора. Результирующее внутреннее сопротивление обмотки якоря (по фиг. 2 и фиг, 3) не изменяется в процессе коммутации (при тонких изоляционных слоях между пластинами). При этом в схеме по фиг. 2 сопротивление каждой из частей обмотки периодически изменяется в два раза, но при минимальном сопротивлении левой части правая часть имеет максимальное сопротивление (и наоборот), Минимальное сопротивление части обмотки получается при последовательном соединении пар параллельно включенных щет 5 10 15 20 25 39 ками проводников; максимальное сопротивление - при последовательном соединении отдельных проводников. В схеме по фиг, 3 в каждый момент времени последовательно соединены, чередуясь, пары параллельно включенных щетками проводников и отдельные проводники. Таким образом, в обоих вариантах схемы (фиг. 2 и фиг. 3) результирующее внутреннее сопротивление постоянно, благодаря этому устраняются пульсации тока якоря и непостоянство напряжения генератора и электромагнитного момента двигателя униполярного типа.В униполярных машинах повышенного напряжения каждая часть обмотки якоря по схеме на фиг, 2 и обмотка по схеме на фиг. 3 во избежание недопустимого напряжения между начальной и конечной пластинами коллекторов может быть разделена на две параллельные ветви, тогда напряжение между любыми соседними пластинами коллектора не превысит величины э,д.с, одного проводника.Якорь коллекторной униполярной машины может найти практическое применение в реверсивных униполярных двигателях и в системах генератор - двигатель со сверхпроводниковыми индукторами для систем электро- привода прокатных станов, транспортных установок. Предмет изобретения Якорь коллекторной униполярной машины, содержащий несущий диск, по обеим сторонам которого расположены проводники обмотки, выведенные на коллекторы и последовательно соединенные посредством щеток и неподвижных отводов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью устранения пульсаций тока якоря, щетки, расположенные на одной стороне диска, смещены относительно щеток, расположенных на другой его стороне, на половину ширины коллекторной пластины, а имеют ширину, равную половине ширины пластины соответствующего коллектора.