Устройство для улучшения коммутацииколлекторных электрических машин

ОЛ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 817877 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51) М. Кл.зН 02 К 13/14 Н 02 К 23/24 Гооударствеиный комитет Опубликовано 30.03.81. Бюллетень12Дата опубликования описания 05.04.81(53) УДК 621.1. .313.2 (088.8) ло делам иэооретеиий и откоытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ КОММУТАЦИИ КОЛЛЕКТОРНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН10 Изобретение относится к электрическиммашинам, в частности к средствам улучшения коммутации коллекторных электрических машин с регулируемой в широких пределах частотой вращения,Известны устройства для улучшения коммутации коллекторных электрических машин,содержащие регулируемый источник питания, подключенный к основной или вспомогательной обмотке дополнительных полюсов, функциональные элементы, датчикиЭДС Холла, выполняющие функции датчиков тока, потока или множительного устройства, датчик частоты вращения и др.элементы 1 .Датчики ЭДС Холла в этих устройствах,по какой-бы схеме ни были включены, вконечном счете на выходе имеют сигнал,пропорциональный току якоря с коррекцией по скорости вращения или с компенсацией по потоку добавочных полюсов. И вэтом и в другом случаях сигнал, подавае-,мый на вход управляемого усилителя, неучитывает в полной мере характера коммутации (замедленная или ускоренная), Хотя только сигнал, пропорциональный добавочному току коммутации, определяет точность и стабильность настройки коммутации на середину безыскровой зоны.Известно также устройствб для улучшения коммутации машин постоянного тока с обмотками добавочных полюсов, содержащее управляемый усилитель, основную или вспомогательную обмотки добавочных полюсов, датчик тока и датчик напряжения. Регулирование потока добавочных полюсов осуществляется в функции напряжения по сбегающим и набегающим краям щетки с коррекцией по току якоря и происходит до тех пор, пока не будет получено значение, благоприятное с точки зрения коммутации. 1 ю Известно, что в многополюсных машинах с волновой обмоткой якоря коммутируемая секция замыкается накоротко двумя щетками и соединяющей их шиной. В одной щетке добавочный ток коммутации совпадает с током параллельной ветви, а в другой направлен встречно. Плотность тока в щетках одинаковой полярности будет различной и напряжение между набегающим и сбегающим краями какой-либо щетНа чертеже представленопринципиальная блок-схема. устройство,ки в этом случае не будет в полной мерехарактеризовать условия коммутации 12,Наличие контактного датчика снижаетнадежность и стабильность работы устройства, так как при вращении якоря возможно опрокидывание щетки, отрыв ее от коллектора и т.д, Повысить точность, надежность и стабильность работы такого устройства можно, применяя бесконтактныйдатчик, на выходе которого сигнал пропорционален добавочному току коммутации.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство для улучшениякоммутации элек 1 рических машин постоянного тока 1 МПТ), работающих с переменной нагрузкой. Это устройство содержитразмещенные на сердечниках дополнительных полюсов вспомогательные обмотки, усилитель для питания вспомогательных обмоток и элементы для управления усилителем.В качестве управляющих элементов используются два датчика Холла, один из которыхустановлен в воздушном зазоре под дополнительным полюсом, а другой - в зазоремагнитопровода, охватывающего шину с током якоря. Выходные цепи датчиков Холлавключены последовательно-встречно. Регулирование магнитного потока дополнительных полюсов осуществляется в функцииразности сигналов, пропорциональных токуякоря и потоку дополнительных полюсов 131.Устройство с таким размещением и включением датчиков Холла позволяет улучшатьусловия коммутации МПТ только при с росеи набросе нагрузки на одной частоте вращения якоря,При изменении частоты вращения МПТослаблением поля в широком диапазоне коммутация становится более ускоренной и длябезыскровой работы требуется меньший поток дополнительных полюсов, что требуетавтоматической настройки дополнительныхполюсов на работу МПТ в середине безыскровой зоны. Единственно правильным надосчитать в этом случае регулирование пото: а дополнительных полюсов на работу МПТв середине безыскровой зоны в функциисигнала, пропорционального добавочному току коммутации.Цель изобретения - повышение точности, стабильности и надежности настройкикоммутации коллекторных электрическихмашин на середину безыскровой зоны.Поставленная цель достигается тем, чтоустройство снабжено дополнительным магнитопроводом, обмотка возбуждения которого включена последовательно с обмоткойглавного полюса, а второй датчик ЭДС Холла установлен в зазоре дополнительного магнитопровода. Устройство состоит из управляемого усилителя 1, подключенного к основной обмотке 2 добавочных полюсов 3. В качестве управляемого усилителя может быть применен полупроводниковый магнитный или тиристорный усилитель, Для получения сигнала, пропорционального добавочному току коммутации, применены два датчика ЭДС Холла. Датчик Холла 4 установлен под центром главного полюса 5 и его выходная 1 ОЭДС пропорциональна результирующему потоку в воздушном зазоре машины. Датчик Холла 6 установлен в воздушном зазоре магнитопровода 7 с обмоткой 8, соединенной последовательно с обмоткой возбуждения 9, уложенной на главных полюсах 5. Выходная 15 ЭДС датчика Холла 6 пропорциональна магнитному потоку, создаваемому обмоткой возбуждения 9 в воздушном зазоре под главным полюсом 5. Токовые цепи обоих датчиков питаются от независимого источника питания. Холловские цепи датчиков включены по компенсационной схеме и выходная ЭДС равна разности выходных ЭДС обоих датчиков. Такое включение датчиков Холла обеспечивает работу устройства при регулировании частоты вращения ослаблением 25 поля.При прямолинейной коммутации, когдапоток коммутационной реакции якоря ф Отсутствует, сигнал на выходе управляемого усилителя 1 равен нулю и по обмотке 2 добавочных полюсов 3, присоединенной к ЗО выходу усилителя 1, протекает только токякоря.В случае ускоренной коммутации потоккоммутационной реакции якоря ф как видно на чертеже, где направления токов по казаны для ускоренной коммутации двигателя постоянного тока при вращении против часовой стрелки, будет направлен встречно основному магнитному потоку Фо. Результирующий поток под центром главного полюса 5 уменьшится и на входе усилителя 1 появится разностная ЭДС определенной полярности. Усилитель 1 отработает э 1 т сигнал и в обмотке 2 будет протекать ток отпитки, что приведет к уменьшению намагничивающей силы добавочных полюсов. Ав томатическое уменьшение намагничивающей силы добавочных полюсов 3 будет происходит до тех пор, пока коммутация не станет прямолинейной, что способствует настройке на середину безыскровой зоны.50Если коммутация стала замедленной притом же направлении вращения, то изменится направление потока Ф изменится полярность сигнала на входе усилителя 1 и соответственно направление тока на выхо 55 де усилителя 1, что приведет к увеличениюнамагничивающей силы добавочных полюсов 3. И так же, как в предыдущем случае, будет происходить автоматическая наст817877 Формула изобретения СоставительТехред А. БойТираж 750 едактор А. Власенаказ 933/73ВНИ ПИ Государственного делам изобретений Москва, Ж - 35, Раув П Патент, г. Ужгорая, 4 ройка коммутации на середину безыскровой зоны.Предлагаемое устройство для улучшения коммутации коллекторных электрических машин за счет применения бесконтактного датчика добавочного тока коммутации. обеспечивает точную и надежную, и, что очень важно, стабильную настройку добавочных полюсов на середину безыскровой зоны при любых изменениях параметров коммутируемого контура и режима работы коллекторной электрической машины с любым типом обмотки якоря. Устройство для улучшения коммутации коллекторных электрических машин, содержащее главные полюса с обмоткой возбуждения, управляемый усилитель, подключенный к обмотке дополнительного полюса, и управляющие элементы, выполненные в вишдвух датчиков ЭДС Холла, включенных покомпенсационной схеме, один из которыхустановлен в воздушном зазоре под центром главного полюса, отличающееся тем,что, с целью повышения. точности, стабильности и надежности настройки коммутациина середину безыскровой зоны, оно снабжено дополнительным магнитопроводом, обмотка возбуждения которого включена последовательно с обмоткой главного полюса, авторой датчик ЭДС Холла установлен в зазоре дополнительного магнитопровода.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР248048, кл. Н 02 К 13/14, 1969.2, Патент ФРГ1200930, кл. 21 д 28,965.3. Авторское свидетельство СССР181181, кл. Н 02 К 23/24, 1965. С. Шутоваас Корректор С ШомПодпясноеССР