Электромашинный усилитель

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскияСоциалистическихРеспублик щ 997186 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 12.08.81 (21) 3327098/24-07 с присоединением заявки М Н 02 К 13/14 Н 02 К 23/20 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Опубликовано 1502 ВЗ, Бюллетень Мо 6 Дата опубликования описания 150233 72 и(74) Заявител Краматорский индустриальный институт(54) ЭЛЕКТРОМАШИННЫЯ УСИЛИТЕЛ Изобретение относится к электри.ческим машинам и может быть исполь. - зовано для создания электромашинных усилителей (ЭМУ) ударной мощности.Известны и широко применяются ЭМУ с поперечныМ полем, которые содержат якорь с двумя комплектами цеток по продольной и поперечной осям, Щетки по поперечной оси замкнуты, а по про дольной соединены последовательно с компенсационной обмоткой, обмоткой дополнительных полюсов и подключены к нагрузке. На статоре расположены обмотки управления, компенсационная обмотка и обмотка дополнительных полюсов (1) .Недостатки заключаются в малом быстродействии и невозможности использования его в качестве генератора,импульсной ударной мощности.Наиболее близким к предлагаемому является электромашинный усилитель, содержащий якорь, индуктор, коллектор с проводящими и изолируюцими пла стинами, щетки с включенными вентилями. Вентильная коммутация выполня.ется на неуправляемом или управляемых вентилях, Такое устройство наряду с улучшением коммутации, значи-, тельно повышает быстродействие 2. Недостаток этого устройства состоит в том, что оно не может формировать импульсы энергии от нулевогозначения напряжения продолжительностью в один оборот и более. Если.жеприменить для этой цели управляемыевентили, значительно возрастает постоянная времени. Кроме того, это устройство сложно и ненадежно.Цель изобретения - расширение функ-циональных возможностей ЭМУ и улучшение коммутации и.надежности,В соответствии с этой целью создается импульсный электромашинный усилитель, который мог бы формироватьзаранее как малые, так и большие помощности импульсы,Поставленная цель достигается тем,что электромашинныйусилитель,содержащий якорь с обмоткой, индуктор,коллектор с проводяцими и изолирующими пластинами и цетки с включенны"ми электрическими вентилями по про 25 дольной и поперечной осям машины,снабжен токосъемным кольцом, подсоединенным к обмотке якоря с установленной на нем цеткой, и коммутационным аппаратом управления, включенЗО ным последовательно с указанной щет 997186 кой и щетками, расположенными по продольной оси машины,Расширение Функциональных возможностей Происходит эа счет того, что ЭМУ используется для создания электромашинных усилителей импульсной энер гии. Эти импульсы могут регулироваться в больших пределах и применяться для различных целейУлучшение коммутации и упрощение конструкции, а также повышение надеж 1 Оности достигается за счет применениякольца, соединенного с обмоткой якоря и помещенной щеткой, Применение .кольца устраняетпо продольной оси один комплект щеток с вентилями, раз гружает коллектор на 50 нагузки, а это, в свою очередь, упрощает конструкцию, повышает надежность и улучшает коммутацию на коллекторе, Наличие кольца обеспечивает приложениенапряжения к кольцу, начиная от нулевого значения, и дает возможностьотключить нагрузку при нулевом значении напряжения,На фиг, 1 изображена схема предлагаемого ЭМУ; на Фиг. 2 - изменение 25ЭДС на выходе машины за один оборот,ЭМУ состоит из якоря 1, индуктора,состоящего из комплекта обмоток 2управления, дополнительных полюсов 3,Компенсационной обмотки 4, шунтирующего. управляемого резистора 5. Якорь состоит из.обмотки б, подсоединенной к коллектору 7, состоящему из проводящих,пластин 8 и изоляционных пластин 9, На коллекторе установлены ком плекты щеток 10 и 11 на поперечной оси А-А комплект щеток 12 по продольной оси Б-Б, состоящие каждая из двух частей. Все щетки имеют ширину мГЬьшую толщины изоляции 9 между 4 О коллекторными пластинами, Комплекты щеток 10 и 11 соединены между собой через вентили 13 и 14, а комплект щеток 12 - через вентили 15 и 16. Все вентили могут быть управляемыми или неуправляемыми, На валу якоря помимо она находится вверху (по продольнойоси Б-Б), на выходе между клеммами24 и 25 коммутирующего аппарата 25через щетки 12-16 и 19 величина ЭДСравна нулю. В этот момент включаетсякоммутирующий аппарат 20., Включениепроисходит при нулевом токе, Так какякорь вращается, и вместе с ним вращается кольцо, на нагрузке возникаетток, который быстро растет и за полоборота кольца, достигает максимума,а затем снижаетсяКогда точка 18достигает верхнего положения, напряжение на выходе ранно нулю и коммутирующий аппарат отключается. При помощи обмоток управления, а также задающей устанавливается характер изменения ЭДС, ее максимум (фиг, 2), длина фронта, На нагрузку подается одинили несколько импульсов энергии. Дат"чик управления настраивается на одинили серию импульсов,Так как ЭМУ.работает в возбужденном состоянии, нагружение на нагрузку подается быстро и один импульспроисходит за один оборот, Наличиевентильной механической коммутации,а также кольца, Формирующего импульс,обеспечивает эффективное получениеударных импульсов мощности, Во нремя работы двухполюсной машины н якоре действуют две параллельные цепи (от точки 18): правая и левая, Первые полуобороты ток правой цепи больше, чем левой. При расположении точки 18 внизу (по продольной оси) токи параллельных цепей уравниваются, а затем ток левой цепи становится больше тока правой цепи, а их суммауменьшаетсяпо мере вращения и приближения точки 18 к верхнему положению продольной оси. В этом физический процесс предложенного усилителя также резко отличается от известных ЭМУ, Токи в параллельных ветвях распределяются обратно пропорциональносопротивлениям этих цепей. За одиноборот эквивалентный ток обеих ветколлектора устанавлинается кольцо 17,которое изолировано от корпуса, Это кольцо соединено с обмоткой якоря н точке 18. На кольце установлены щетки 19. Все щетки имеют малое удельное сопротивление, Последовательно. со щеткой 19 включен коммутирующийаппарат 20, подключающий нагрузку 21,Управление коммутирующим аппаратом,а также вентилями осуществляется отдатчика 22 управления.ЭМУ приводится в работу приводомдвигателя 23, Управляющие обмотки 2создают необходимое магнитное поле,50 Поперечная ось А-А создает магнит. 60ное поле реакции якоря, и н результа"те по продольной оси наводится наи,большая электроднижущая сила,При вращении якоря точка 18 перемещается по окружности якоря, Когда нвй одинаков, Если использовать в схеме управляемые вентили, Формировать возможносамые различные импульсы ударной мощности. Рассматриваемый ЭМУ ударной импульсной мощности способен даватьимпульсы энергии для самых различных отраслей техники. Кинетическая энергия, запасенная маховыми массами агрегата, преобразуется в электромагнитную энергию в течение одного илидаже части одного оборота. функциональные возможности предлагаемого ЭМУ расширены за счет использования его в качестве регулируемого генератора импульсной ударной мощности. ЭМУ может работать н качестве усилителя (при использовании двух комплектов щеток на коллекторе по продольной и поперечной оси) и в ка997186 формула изобретения аказ 952/74 НИИП аж 685 Подписное. илиал ППП "Патент",г,Ужгород и ктная,честве ЭМУ импульсов УдаРной мощности при использовании установленногокольца. Этот ЭМУ более надежен засчет отсутствия щеток и вентилей наколлекторе одной траверсы, Примене-.ние кольца обеспечивает подключение 5и отключение коммутирующего аппарата,когда ЭДС равна нулю, и разгружаетколлектор на 50 по выходному току.Такой ударный ЭМУ имеет преимуществапередимпульсами, .создаваемыми элект Ороникой, Здесь импульсы Формируютсяза счет кинетической энергии ротора,которая может быть усилена примененйем маховика. Конструкцию легко изготовить как на малые мощности, так н 15.на большие с различным числом оборо-тов и на различные напряжения. Даннаяконструкция сохраняет в себе достоинства ЭМУ с вентильно-механическойкоммутацией, дополняет их достоинствами ударных генераторов, у которыхлегко и в больших диапазонах можетФормироваться импульс ударной мощности. Электромашинный усилитель, содержащий якорь с обмоткой, индуктор, коллектор с проводящими и изолирующими пластинами к щетки с включенными электрическими вентилями по продоль ной и поперечной осям машины, о тл и ч а,.ю щ и й с я тем, что, с целью расширения Функциональных возмоаностей, улучшения коммутации и надежности, усилитель снабжен токосъемным кольцом, подсоединенным к обмот, ке якоря с установленной на нем щеткой, и коммутационным аппаратом управления, включенным последовательно с укаэанной щеткой и.щетками, раС" положенными по продольной оси машины. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Вольдек А.И. Электрические ма шины. фЭнергия, 1974, с. 234-235 2. Авторское свидетельство СССР Р 738055, кл, Н 02 К 13/14, 1979,