Якорь электрической машины

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 8024 148 А 1 2 К 50 ОСУДАРСТВЕННЫПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ МИТЕТ СССРИИ И ОТКРЫТИ 4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ НИ секдораз(21) 3855581/24-07(71) Кировский политехнический институт(56) Авторское свидетельства СССР У 811414, кл, Н 02 К 3/20, 1974.Авторское свидетельство СССР В,1032530, кл. Н 02 К 3/20, 1983. (54) ЯКОРЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ(57) Изобретение относится к элект. рическим машинам и может быть использовано при производстве машин постоянного тока. Цель изобретения - повьппение эффективности демпфирования поля пазового рассеяния во время ком. мутации, повыпение надежности и использования энергйи поля пазовогорассеяьия . Якорь содержит демпфернйеобмотки 1-6,. размещенные на основании пазов 7, под сторонами 8-13 секций 14-16 обмотки якоря. В плоскостисекции 14 расположены демпферные обмоткии 2, обмотка 1 намотана согласно, а обмотка 2 - встречно сцией 14 и все они соединены послевательно, Аналогично выполнены имещены относительно секций 15 и 16соответственно обмотки 3 и 4, 5 и 6.Ось 17 обмотки 1, демпфирующей секцию 14, совпадает с осью 18 обмотки 6,демпфирующей секцию 16, а ось 9 обмотки 2, демпфирующей секцию 14, совпадает с осью 20 обмотки 3 секции 15.Ось 21 обмотки 5 секции 16 совпадаетс осью 22 обмотки 4 секции 15. Указанное выполнение и соединение обмоток позволяет исключить конденсаторыи повысить надежность машины. 3 ил,649 1 1249Изобретение относится к электрическим машинам и может найти примененне при изготовлении машин постоянного тока, универсальных коллекторных машин и др. 5Цель изобретения - увеличение эффективности демпфирования поля пазового рассеяния во время коммутации, повышение надежности и обеспечение использования энергии поля пазового 10 рассеяния.На фиг. 1 представлено устройство демпфирования при отключении секционных сторон, поперечный разрез; на фиг. 2 - устройство демпфирования при 15 включении секционных сторон, поперечный разрез; на фиг. 3 - развернутая схема основной обмотки машины постоянного тока с разомкнутой обмоткой якоря и устройства демпфирования. 20 Якорь содержит демпферные обмотки 1-6, размещенные на основании пазов 7, под сторонами 8-13 секций 14-16 обмотки якоря. В плоскости25 секции 14 расположены две демпферные обмотки 1 и 2, причем первая демпферная обмотка намотана согласно, а вторая демпферная обмотка 2 - встречно с секцией 14 обмотки якоря. Демпферные обмотки 1 и 2 и секция 14 со 30 единены между собой последовательно. Аналогично в плоскости последующей секции 15 и предыдущей секции 16 соответственно расположены и соединены демпферные обмотки 3 и 4 и 5 и 6.Ось 17 первой демпферной обмотки 1, демпфирующей секцию 14 совпадает с осью 8 второй демпферной обмотки 6, демпфирующей предыдущую секцию 16, а ось 19 второй демпферной обмотки 2 этой же секции 14 совпадает с осью 20 первой демпферной обмотки 3, демпфирующей последующую секцию 15, Ось 21 первой демпферной обмотки 5 секции6 совпадает с осью 22 второй демпферной обмотки 4 предыдущей секции 15. Секция 14 обмотки якоря и первая 1 и вторая 2 демпферные обмотки посоединены к коллекторным пластинам 23 и 24. Секция 15 обмотки якоря и первая 3 и вторая 4 демпферные обмотки подсоединены к коллекторным пластинам 25 и 26. Секция 16 обмотки якоря и первая 5 и вторая 6 демпферные обмотки подсоединены к коллекторным пластинам 27 и, 28, Коллекторные пластины 23-28 через щетки 29-33 и вентили 34-38 подсоединены к напряжению сети. Йашина содержит также индуктор 39.Устройство работает следующим образом.В режиме двигателя постоянноготока (фиг. 1 и 2) секционные сторо"ны 8-13 обмотки якоря и демпферныеобмотки 1-6 перемещаются по стрелке0 в поле индуктора 39 в них индуктируется.ЭДС и под действием подводимого напряжения сети 11, протекает токОдновременное параллельное подключение секционных сторон 8-13 идемпферных обмоток 1-6 к сети и протекание по ним тока (фиг. 2) не изменяет результирующего магнитного потока рассеяния за время прохождениясекционными сторонами 8-13 полюсногоделения ь .Переход щетки 30 (фиг, 3) с коллекторной пластины 24 на пластину 27приводит к отключению от сети секционных сторон 8 и 11, вследствие чегов них вместо токав противоположном направлении под действием толькоЭДС протекает ток отключаемой секции1. (фиг, 1),3Электромагнитная мощность, запасенная секционными сторонами 8 и 11,трансформируется через сторону секции 8 и дспферную обмотку 1 в демпферную обмотку 6 и секционные стороны 12 и 9, а через сторону 11 секции 14 и демпферную обмотку 2 - вдемпферную обмотку 3 и секционныестороны 10 и 13. При этом демпфернаяобмотка 6 создает магнитный потокЧ, демпфирующий магнитное поле расЯсеяния Р, создаваемый секционнымисторонами 8 и 9, кроме того, результирующий магнитный поток взаимнойиндукции Риндуктирует в демпферЯной обмотке 6 дополнительную ЭДС,создающую дополнительный ток, совпадающий с направлением токав сексции 16. Демпферная обмотка 2 создаетмагнитный поток 9 , демпфирующий( Эмагнитный поток рассеяния 9 , созЭдаваемый секционными сторонами 1 Ои 11, а магнитный поток взаимной индукции 9 индуктирует в демпфернойобмотке 2 дополнительную ЭДС, создающую дополнительный ток, совпадающийс направлением тока , в секции 15.Дополнительные составляющие токов,протекая по секциям 16 и 15 и взаимодействуя с основным магнитным полем индуктора 39, создают дополни9649 4ферные обмотки, имеющие большое индуктивное сопротивление, также в значительной степени ограничивают и высокочастотную составляющую тока включения, Отключение и включение секций 15 и 16 и выполняется аналогично.Демпферные обмотки 1 и 2 имеют соответственно с демпферными обмотками 6 и 3 магнитную связь, а с секционными сторонами 8 и 11 еще и электрическую связь, что повышает эффективность демпфирования поля пазовогорассеяния электрической машины прикоммутации.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет уменьшить постоянную времени демпфирования, повьппатьего эффективность, полезно использовать энергию коммутации на создание дополнительного момента машины,повысить надежность за счет исклю"чения конденсаторов, особенно на высоких частотах вращения. 3 124 тельный положительный вращающий момент, Увеличение взаимоиндуктивной связи между обмотками 1 и 6, 2 и 3, 4 и 5 обусловлено малой величиной воздушного зазора и несмещенной магнитной цепью машины.Таким образом, включение последовательно с секционными сторонами 8 и 11, обмоток 1 и 2,.имеющих индуктивное сопротивление, приводит к рез- кому уменьшению высокочастотной составляющей тока отключения. Переход щетки 29 с коллекторной пластины 25 на коллекторную пластину 24 снова подключает секционные стороны 8 и 11 к напряжению сети.ЭДС секции 4 Е созданная основным магнитным полем, направлена встречно приложенному напряжению , и уменьшает величину тока включения 20 секции. В режиме двигателя приложенное напряжение 11, больше ЭДС Е индуктированной в секции 14, поэтому ток.включения(фиг, 2) возрастаетЬс высоким градиентом в направлении 25 приложенного напряжения П что приводит к увеличению с высоким градиентом тока как в первой демпферной обмотке 1, так и во второй демпферной обмотке 2 и соответствующему увеличению с высоким градиентом ЭДС во второй демцферной обмотке 6 предыдущей секции 16, в первой демпферной обмотке 3 последующей секции 15 в направлении приложенного напряжения,35Увеличивающиеся с высоким градиентом ЭДС в демпферных обмотках 3 и 6 индуктируют соответственно в секциях 15 и 16 дополнительные токи, совпадающие по направлейию с током х40 этих секций. Дополнительные токи, взаимодействуя с основным магнитным полем, создают дополнительный положительный электромагнитный момент.Величина тока включения х секЬ 45 ции 14 ограничивается ее активным сопротивлением В, а также величиной ЭДС, индуктированных в демпферных обмотках 1 и 2, направленных встречно току включенияи которым сои э 50 ответствуют полные сопротивления этих обмоток Е и Е имеющих большие составляющие индуктивных сопротивлений Х .и Х, вследствие того, что величина воздушного зазора меньше ширины55паза примерно в 10 раз.Таким образом, последовательно включенные с секцией сторонами демпФормула и з о б р е т е н и яЯкорь электрической машины, содержащий демпферные обмотки, размещенные в пазах вместе с секциями обмотки якоря и соединенные между собой последовательно, о т лч а - ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения эффективности демпфирования поля пазового рассеяния во время ком" мутации, повьппения надежности и обеспечения использования энергии поля пазового рассеяния, стороны демпфер-ных обмоток равномерно распределеныпо ширине пазов якоря на их основании, в плоскости каждой секции обмотки якоря расположены две демпферные обмотки, стороны которых размещены под сторонами этой секции якоря предыдущей и последующей секций обмотки якоря, первая демпферная обмотка намотана согласно, а вторая - встречно по отношению к секции обмотки яко-. ря, в плоскости которой они расположены, обе демпферные обмотки соединены последовательно с этой секцией обмотки якоря, причем ось первой демпферной обмотки данной секции обмотки якоря совпадает с осью второй демпферной обмотки предыдущей секции обмотки якоря, а ось второй демпферной обмотки этой же секции обмотки якоря совпадает с осью первой демпферной обмотки последующей секции обмотки якоря.1249649 Составитель В. Трегубедактор А. Сабо Техред М.Ходанич. рректор мчик 336/56 Тираж 63 ВНИИПИ Государст по делам изоб 113035, Москва, Ж