Двигатель постоянного тока

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Союз Советских Социалистических Республик(31) 150743/76 (ЭЗ) Япоиия Н 02 К 23/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 07.0381.бюллетень И 2 9 Дата опубликования описания 07.0331(54) ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА Изобретение относится к двигате=- лям постоянного тока, в частностик двигателям постоянного тока., обороты которых могут меняться в широких пределах.Известно, что обмотки якоря постоянного тока, который расположенв магнитном поле, создаваемом непод" вижными магнитами, питаются электрическим током, в результате чего происходит вращение якоря, обусловленное совместным действием тока якоря и магнитного поля неподвижных магнитов. Направление тока, который подводится к якорю, определяется направлением вращения якоря, что обеспечивается с помощью обычного щеточного коллектора.Когда к якорю двигателя постоянного тока подводится ток, последний генерирует вокруг якоря магнитные поля. Магнитные поля, генерируемые током якоря, взаимодействуют с магнитным полем, создаваемым неподвижными магнитами, в результате чего возникают так называемые реакции .якоря, Такими реакциями якоря являются, например смещение электрически нейтральной оси снижение магнитного потока, неравномерность напряжения на коллекторе и наличие на нем местного высокого напряжения.При смещении электрически нейт-. ральной оси происходит смещение магнитного потока на геометрическую ось. Когда магнитный поток вступает во взаимодействие с обмотками якоря, то в них индуцируется напряжение. Вследствие этого, когда щетка коллектора располагается на геометрически нейтральной оси, индуцируемое напряжение эакорачивается и возникает искра. В результате к щетке течет большой электрический ток и замет но ухудшаются коммутационные характеристики двигателя. Во избежание ухудшения коммутационных характеристик обычно используют добавочный полюс, который располагают между двумя соседними неподвижными магнитами. Однако., в некоторых случаях, когда по характеристикам двигателя не допускается утечка магнитного потока через добавочный полюс, оказывается весьма затруднительным расположить добавочный полюс таким образом, чтобы ухудшения коммутацконных характеристик двигателяке происходило.Известны также двигатели постоянного тока, содержащие якорь с обмотками и систему возбуждения на постоянных магнитах, выполненную с расщепленными на три части полвсамк 1 .Недостатком известных двигателейявляются плохие условия коммутации.Целью изобретения является улучшение оммутацни.Указанная цель достигается тем,что крайние части полюсов выполненыиз постоянных магнитов, магнитнаяпроницаемость которых меньше магнитной проницаемости средней частиполюса, а также тем, что средняячасть полюса выполнена в виде электромагнита с обмотками возбуждения.На Фиг. 1 показана схема предлагаемого цвигателя постоянного тока;на Фиг. 2 - кривая изменения магнитного потока, создаваемого магнитамин обмотками якоря; на фиг, 3 - схема другого варианта двигателя; наФнг. 4 - двигатель постоянного токав разрезе; на фиг. 5 - сечение А-АФиг. 4,Как показано на Фкг. 1,.системавозбуждения состоит из трех частей,расположенных вдоль направления вращения якоря и представляющих собойосновной полюс 1, расположенный вцентре, и дополнительные полюса 2и 3, расположенные по обе стороныполюса 1. Основной полюс 1 представляет собой сердечник нэ листовогомагнитного материала, например иэлистов силиконовой стали, на которыйнамотана обмотка 4,В другом варианте (Фнг, 3) основной полюс 1 выполнен в виде пос"тоянного магнита, изготовленного нзобычного магнитного материала типаА 1 всо, Я 1 сапеах нли Оегвсс. В этомслучае обмотка возбуждения 4 (Фиг.1)отсутствует. Каждый из дополнительных полюсов 2 или 3 представляетсобой постоянный магнит, изготовленный кэ керамики, например из Феррита, причем магнитная проницаемостьу этого магнитарь меньше, чем у маг- нкта основного полюса 1, а крометого этот магнит обладает большойраэмагмкчкваещей силой Нс. Полярность обоих дополнительных полюсов2 к 3 такая же, как и у основногополюса 1.Когда якорь не нагружен, т.е,когда ток в обмотках 5 якоря равеннулю, магнитные потоки, создаваемые каждым оснойнъи полюсом 1 и до оликтельными полюсами 2 и 3, равномерно распределены вдоль каждогонолвса - см. пунктирную линию Ана Фнг. 2. Кривая распределениямагнитного потока, создаваемого только током якоря, протекаквцкм черезего обмотки 5, изображается наклонной линией, пересекающей ось абсциссв центре основного полюса 1. таккак магнитная проницаемость,е- дополнительных полюсов 2 и 3 меньше,чем магнитная проницаемость основного полюса 1, то магнитный поток,создаваемый током якоря, не проникает в дополнительные полюса 2 и 3,поэтому кривая распределения магнитного потока, создаваемого токомякоря будет иметь вид штрих-пунктирной линии В,пересекающей ось абсцисс в точке О, расположенной в центре между двумя системами возбуждения. Прк пропусканик тока якоря черезобмотки 5 кривая распределения магнитного потока, являющегося результа-том взаимодействия магнитных пото" ков, соэдаваеаюх основныи полюсом 1(пунктирная линия А) и дополнитель 26 ными полвсамк 2 и 3 (штрих-пунктирная линия В), будет иметь внд сплошной линии С. Иредставляется, что линия С характеризует распределениемагнитного потока с учетом магнитр ного потока, создаваемого током якоря.Кривая распределения магнитногопотока С проходит через ноль в точке, совпадающей с геометрическойнейтральной осью, что обусловленодействием дополнительных полюсов 2и 3. Следовательно, электрическинейтральная ось предлагаемого в изобретении двигателя постоянного токалежит практически на геометрическинейтральной Осн, благодаря чему утакого двигателя не происходит ухудшения коммутационных характеристик.На Фиг. 4 и 5 показан предлагаемый в изобретениичетырехполвсный40 двигатель постоянного тока,Как показано на Фиг. 5,основнойполюс 1, изготовленный нз пакета листов силиконовой стали, крепится кярму б вннтамк 7. Два дополнительных4 я полюса 2 и 3, которые изготовленыиэ Феррита, магнитная проницаемость9. которого меньше, чем у основногополюса 1, и которые имеют большоеусилие размагничивания Нс , крепятсяк ярму б с помощью клея у концовосновного полюса 1. На основной полюс 1 намотана обмотка 4, расположенная в промежутках между основным ндополнительным полюсами. Как показано на Фи. 4, якорь 8 крепится квалу 9, вращающемуся в подшипниках10 и 11 и на него намоаны обмотки 5.Обмотки якоря соединены с коллектором 12, установленным на валу 9. Наэлектрически нейтральной оси двнгаФО теля расположена щетка 13 (Фнг. 4),которая прижимается к коллекторупружиной 14 Во внутренней полости15 вала 9 создается разряженне, иэта полость заполняется небольшиме 3 количеством эолы. Вал 9 выполнен в812195 ПОП ПОД 1 виде полой тепловой трубы. К заднемуконцу вала. 9 крепятся элементы решетчатого радиатора 16, При такой конструкции тепло, выделенное якорем8, передается через водяную трубу,образованную внутренней полостью 15вращающегося вала 9, решетке радиатора 16, которая отводит его в атмосферу. Охлаждающий вентилятор 17и воздухозаборник 18 обеспечиваютболее эффективную работу радиатор.:ра 16,Формула изобретения 1. Двигатель постоянного тока, содержащий якорь с обмотками и систему возбуздения на постоянных магнитах, выполненнуюрасщепленнъми натри части полюсами, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улучшения коммутации, крайние части полюсов выполненыиз постоянных магнитов, магнитная проницаемость которых меньше магнитной проницаемостисредней части полюса.2. Двигат ль по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что средняя частьполюса выполнена в виде электромагнита с обмотками возбуждения,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРВ 63313, кл, Н 02 К 23/04, 1944812195 Составительактор Ахмедова Техред Н.Гра Шутова ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Фил аэ 525/4 ВНИИПИ по 113035, МТираж Государственного делам иэобретений ква, Ж, Раушск 730комитета СССРи открытийая наб д. 4 орректор М. Кос одписное