SU1138896A1 - D.c.electric machine - Google Patents
D.c.electric machine Download PDFInfo
- Publication number
- SU1138896A1 SU1138896A1 SU833618527A SU3618527A SU1138896A1 SU 1138896 A1 SU1138896 A1 SU 1138896A1 SU 833618527 A SU833618527 A SU 833618527A SU 3618527 A SU3618527 A SU 3618527A SU 1138896 A1 SU1138896 A1 SU 1138896A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- ferromagnetic
- winding
- compensation
- coils
- conductors
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 55
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 30
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 14
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000001447 compensatory effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 201000005505 Measles Diseases 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Abstract
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержаща разъемную магнитную станину, главные и добавочные полюса, включенные в цепь кор компенсационную обмотку и обмотку i возбуждени , выполненные в виде групп катушек из ферромагнитных и неферромагнитных полосовых проводников, обхватыванлцих магнитную станину, отличающа с тем, что, с целью повьшени перегрузочной способности и коммутационной надежностипутем расширени зоны компенсации реакции кор , компенсационна обмотка выполнена распределенной по полюсной дуге и состоит из трех частей, средн из которых вл етс ферромагнитной , две крайние вл ютс неферромагнитными , например медными,, обмотка возбуждени выполнена из двух проводников, ферромагнитного и неферромагнитного, и намотана совместно с крайними част ми компенсат ционной обмотки в виде тройной спирали , при этом сердечники добавочных 9 полюсов выполнены в виде продольных (Л ферромагнитных стержней, укрепленных на внутренней стороне магнитной, с станины, а их катушки образованы продолжением витков крайних частей компенсационной обмотки.Dc electrical machines, comprising a releasable magnetic base frame, main and additional poles in the circuit the armature compensation winding and a winding i drive made in the form of groups of coils of ferromagnetic and non-ferromagnetic band conductors obhvatyvanltsih magnetic machine frame, characterized in that, in order increasing the overload capacity and switching reliability by expanding the compensation zone of the core reaction, the compensation winding is made distributed across the pole arc and consists of Three parts, the middle of which is ferromagnetic, the two extreme ones are non-ferromagnetic, for example copper, the excitation winding is made of two conductors, ferromagnetic and non-ferromagnetic, and is wound together with the extreme parts of the compensatory winding in the form of a triple helix, while the cores are 9 poles are made in the form of longitudinal (L ferromagnetic rods, fixed on the inner side of the magnetic, from the frame, and their coils are formed by the continuation of the turns of the extreme parts of the compensation winding.
Description
CADCAD
0000
эо соeo so
ОдOd
Изобретение относитс к электро (машиностроению и может быть использовано при производстве электрически машин посто нного тока средней и большой мощности.The invention relates to electrical (mechanical engineering) and can be used in the production of electrically direct current machines of medium and high power.
Известны электрические машины посто нного тока, содержащие разъемную магнитную станину, главные полюса и катутпки возбуждени , вьтолненные из меди и охватьшающие магнитную станину подобно обмотке кольцевого кор СО Electric DC machines are known, which contain a detachable magnetic frame, main poles and excitation catholes made of copper and cover a magnetic frame like the windings of the annular core CO
Недостаток таких машин - ограни .ченна область их применени , что св зано с невозможностью размещени в междуполюсном пространстве, зан том . катушками обмотки возбуждени , добавочных полюсов.The disadvantage of such machines is the limited range of their use, which is associated with the impossibility of placing them in the interpolar space occupied by. field winding coils, additional poles.
Наиболее близкой к изобретению вл етс электрическа машина посто нного тока, в которой охватывающие магнитную станину катушки кроме катушек возбуткдени включают в себ части, вл ющиес компенсационной обмоткой и обмоткой добавочных полюсов . В дределах каждого полюсного делени размещена следовательно, не одна катушка, а группа катушек, принадлежащих различным обмоткам, при этом все катушки выполнены из чередующихс ферромагнитных и неферромагнитных , например медных, полосовых проводников. Магнитный поток проходит непосредственно по ферромагнитным токонесущим сло м катушек. Благодар этому в машине достигаетс существенное снижение расхода активных материалов и уменьшение габаритов при одновременном повьш1ении перегрузочной способности и коммутационной надежности, что обеспечиваетс благодар применению компенсационной обмотки и добавочных полюсов 2} .Closest to the invention is a DC electric machine, in which the coils covering the magnetic frame, in addition to the field coils, include parts that are a compensation winding and a winding of additional poles. In the distances of each pole division there is therefore placed not one coil, but a group of coils belonging to different windings, all coils made of alternating ferromagnetic and non-ferromagnetic, for example copper, strip conductors. The magnetic flux passes directly through the ferromagnetic current-carrying layers of the coils. Due to this, the machine achieves a significant reduction in the consumption of active materials and a reduction in size, while simultaneously increasing the overload capacity and switching reliability, which is ensured by the use of a compensation winding and additional poles 2}.
Однако применение компенсационной обмотки не обеспечивает возможного максимума перегрузочной способности и коммутационной надежности известной машины, так как наличие компенсационной обмотки не приводит к полной компенсации реакции кор . Э.то св зано с сосредоточенным характером компенсационной обмотки, котора вьтолнена в виде катушки, размещенной в зазоре между двум катушками возбуждени . Сосредоточенна компенсационна обмотка и равномерно распределенна обмотка кор при любойHowever, the use of a compensation winding does not provide a possible maximum overload capacity and switching reliability of a known machine, since the presence of a compensation winding does not lead to a complete compensation of the core reaction. This is due to the concentrated nature of the compensation winding, which is made in the form of a coil placed in the gap between the two excitation coils. The concentrated compensation winding and the evenly distributed winding of the core for any
нагрузке машины дают различное распределение ВДС на полюсном делении и, следовательно, принципиально не могут быть полностью скомпенсированы Это приводит к искажению формы главного пол возбуждени и повьш1ению напр жени между коллекторными пластиками , что ведет к снижению пере-, грузочной способности и коммутационной надежности мапшны. Эти же показатели машины-прототипа ухудшаютс вследствие более сильного, чем в обычной конструкции машины посто нного тока, насьш1ени добавочных полюсов, сердечники которых вл ютс совмещенными обмотками-магнитопроводами. При перегрузках ток . кор и обмотки добавочных полюсов возрастают, при этом рост насыщени добавочного полюса определ етс не только увеличением магнитного потока полюса, но и ростом тока в ферромагнитных проводниках его катушки, образующих сердечник. Рост магнитного потока полюса отстает от ростатока, при значительных перегрузках добавочные полюса не создают требуемого коммутирующего пол . .machine load gives a different distribution of GVA in the pole division and, therefore, fundamentally can not be fully compensated. This leads to a distortion of the form of the main field of excitation and the increase in voltage between the collector plastics, which leads to a decrease in the transfer capacity and switching reliability of the media. The same indicators of the prototype machine are deteriorated due to the stronger than the usual design of the DC machine, the end of the additional poles, the cores of which are the combined magnetic windings. When overload current. The core and windings of the additional poles increase, and the increase in the saturation of the additional pole is determined not only by an increase in the magnetic flux of the pole, but also by an increase in the current in the ferromagnetic conductors of its coil forming the core. The growth of the magnetic flux of the pole lags behind the sprout; with significant overloads, the additional poles do not create the required switching field. .
Цель изобретени - повьш1ение перегрузочной способности и коммутационной надежности машины.The purpose of the invention is to increase the overload capacity and switching reliability of the machine.
Указанна цель достигаетс тем, что в электрической машине посто нного тока, содержащей разъемную магнитную станину, главные и добавочные полюса, включенные в цепь кор компенсационную обмотку и обмотку возбуждени , выполненные в виде групп катушек из ферромагнитных и неферромагнитных полосовых проводников, обхватывающих магнитную станину, компенсационна обмотка выполнена распределенной по полюсной дуге и соетоит из трех частей, средн из .которых вл етс ферромагнитной, две крайние вл ютс неферромагнитными, например медными, обмотка возбуждени выполнена из двух проводников, ферромагнитного и неферромагнитного, и намотана совместно с крайними част ми компенсационной обмотки в виде Тройной спирали, при зтом сердечники добавочных полюсов вьшолнены в виде продольных ферромагнитных стержней, укрепленных на внутренней стороне магнитной станины, а их катушки образованы продолжением витков крайних частей компенсационной обмотки. На фиг. 1 показаны главный полюс машины и сегментньй участок кор ; на фиг. 2 - схема распределени токов в катушках главного полюса; на фиг. 3 - кривые распределени МДС компенсационной обмотки и кор на двойном полюсном делении дл электри ческой машины предлагаемой конструкции; на фиг, 4 - то же, дл машиныпрототипа . Электрическа машина содержит корь 1, магнитную станину 2 и охватывающие ее подобно обмоткам кольцевого типа группы катушек, одна из которых показана на фиг. 1. Штриховы ми лини ми указаны начала следующих групп катушек, число которых в маши не равно полюсов, так как каж да из групп катушек вл етс главны полюсом. Кажда группа состоит из трех катушек: средней катушки 3 и двух крайних 4. Катушка 3 выполнена из ферромагнитного проводника и вл етс средней, частью компенсационной обмотки. Две.крайние части этой обмотки вход т в состав катушек 4« кажда из которых подразделена на различные по составу проводников участки 5 и 6. Участки 5 катушек 4 включают в.себ витки 7 компенсационной обмотки, выполненные из медно го полосового проводника, а также витки 8 и 9 обмотки возбуждени , выполненные соответственно из ферро магнитного и неферромагнитного проводников . Дл совмещени в одном объеме крайних частей компенсационн обмотки и обмотки возбуждени участ ки 5 катушек 4 получены путем совместной намотки полосовых проводни ков 7 - 9 в виде тройной спирали. Участки 6 катушек 4 вл ютс про должением витков 7 крайних частей компенсационной обмотки, которые об разуют катушки добавочных полюсов. Сердечники добавочных полюсов 10 вы полнены в виде продольных стержней, закрепленных на внутренней стороне магнитной станины 2. Сердечниками главных полюсов вл етс при этом совокупность ферромагнитных проводНИКОВ обмотки возбуждени и компенсационной обмотки. Сечени ферромаг нитного проводника средней части 3 компенсационной обмотки и медного проводника 7 ее крайних частей долж ны быть согласованы так, чтобы линейна нагрузка компенсационной обмотки была посто нной, что с учетом большей допустимой плотности тока в медных проводниках 7 обеспечиваетс при менйшей их толщине по сравнению с ферромагнитными проводниками средней части 3 компенсационной обмотки . С целью повьш1ени использовани системы возбуждени корь 1 электрической машины и добавочные полюса 10 могут быть выполнены большей, чем магнитна станина 2, длины на величину , равную удвоенной высоте проводников обмоток возбуждени и компенсационной (фиг. 1). На фиг. 2 все части главного полюса показаны схематически . Плюсами и минусами в кружках указаны направлени токов в катушках , полюсное деление обозначено С . Якорь 1 машины может иметь любую из известных конструкций. Машина работает следующим образом. При протекании посто нного тока по обмотке возбуждени создаетс главное поле возбуждени , кривые НДС которого ( ) и индукции (В) показаны на .фиг. 3. Взаимодейству с током кор 1 машины, главное поле создает вращающий электромагнитный момент. Одновременно ток кор , создает поле реакции кор (фиг. 3, крива F,,) , а тот же ток, протека по компенсационной обмотке, создает поле, крива МДС которого обозначена (фиг. 3) символом F . Дл комп енсаций реакции кор в пределах главного полю . - Ь, са шириной о f характер изменени пол F. 0 должен быть линейным. Это достигаетс посто нством линейной нагрузки распределенной компенсационной обмотки на полюсной дуге Ьр.При . обеспечении равенства линейных нагрузок компенсационной обмотки и обмотки кор реакции кор на полюсной дуге bfj полностью компенсируетс . За пределами полюсной дуги, где размещены участки 6 катушки 4, вл ющиес продолжением витков компенсат ционной обмотки и образун цие катушки добавочных полюсов, линейна нагрузка резко возрастает. Это вл етс следствием тока, что витки медного проводника располагаютс здесь р дом, а не чередуютс с проводниками обмотки возбуждени , как это имеет место на участках 5 катушки 4. При этом в части междуполюсного окна, npmejкакщей к сердечнику добавочного полюса 10, образуетс избыточна МДС компенсационной обмотки (фиг. 3,) Она вл етс избыточной по отношению к подлежащей компенсации МДС реакции кор в зоне добавочного полюса, поэтому она создает коммутирующее поле этого полюса..В результате достигаетс полна компенсаци реакции кор на полюсном делении и оптимальное распределение пол возбуждени и добавочных полюсов.This goal is achieved by the fact that in a DC electric machine containing a separable magnetic frame, the main and additional poles, the compensation winding and the excitation winding connected to the core, made in the form of groups of coils of ferromagnetic and non-ferromagnetic strip conductors wrapping around the magnetic base, are compensatory the winding is distributed across the pole arc and the soeoite consists of three parts, of which average is ferromagnetic, the two extreme parts are non-ferromagnetic, for example, copper The excitation winding is made of two conductors, ferromagnetic and non-ferromagnetic, and wound together with the extreme parts of the compensation winding in the form of a Triple Helix, while the cores of the additional poles are formed in the form of longitudinal ferromagnetic rods reinforced on the inner side of the magnetic frame, and their coils are formed continuation of the turns of the extreme parts of the compensation winding. FIG. 1 shows the main pole of the machine and the segment of the core; in fig. 2 is a diagram of the distribution of currents in the coils of the main pole; in fig. 3 shows the distribution curves of the MDS of the compensation winding and the core on the double pole division for the electric machine of the proposed design; in FIG. 4, the same for the prototype machine. An electric machine contains measles 1, a magnetic frame 2 and, like a ring-type winding, covering a group of coils, one of which is shown in FIG. 1. The dashed lines indicate the beginnings of the following groups of coils, the number of which in the machine is not equal to the poles, since each of the groups of coils is the main pole. Each group consists of three coils: the middle coil 3 and the two extreme 4. The coil 3 is made of a ferromagnetic conductor and is the middle, part of the compensation winding. The two outer parts of this winding are included in coils 4 "each of which is divided into sections 5 and 6 of different conductors. Sections 5 of coils 4 include all seven coils of the compensation winding, made of copper strip conductor, and also coils 8 and 9 excitation windings made of ferromagnetic and non-ferromagnetic conductors respectively. To combine in one volume the extreme parts of the compensatory winding and the excitation winding, the sections 5 of the coils 4 are obtained by co-winding the strip conductors 7-9 in the form of a triple helix. The sections 6 of the coils 4 are the continuations of the turns of the 7 extreme parts of the compensation winding, which form the coils of the additional poles. The cores of the additional poles 10 are made in the form of longitudinal rods fixed on the inner side of the magnetic bed 2. The cores of the main poles are a combination of ferromagnetic conductors of the excitation winding and the compensation winding. The cross sections of the ferromagnetic conductor of the middle part 3 of the compensation winding and the copper conductor 7 of its extreme parts must be coordinated so that the linear load of the compensation winding is constant, which, given the higher allowable current density in the copper conductors 7, is less than its thickness ferromagnetic conductors of the middle part 3 of the compensation winding. In order to increase the use of the excitation system, the measles 1 of the electric machine and the additional poles 10 can be made longer than the magnetic base 2, of a length equal to twice the height of the conductors of the excitation windings and compensatory (Fig. 1). FIG. 2 all parts of the main pole are shown schematically. The pros and cons in the circles indicate the directions of the currents in the coils, the pole division is denoted by C. Anchor 1 of the machine can have any of the known designs. The machine works as follows. When a direct current flows through the field winding, the main field of excitation is created, the VAT curves of which () and induction (B) are shown in figure. 3. Interacting with the current box 1 of the machine, the main field creates a rotating electromagnetic moment. At the same time, the current core creates a field of reaction core (Fig. 3, curve F ,,), and the same current, flowed through the compensation winding, creates a field, the MDS curve of which is indicated (Fig. 3) by the symbol F. To compensate for the reaction of the core within the main field. - b, sa wide about f the nature of the change of the field F. 0 must be linear. This is achieved by the constant linear load of the distributed compensation winding on the pole arc of Lp. ensuring equality of the linear loads of the compensation winding and the winding of the core of the reaction of the core on the pole arc bfj is fully compensated. Outside the pole arc, where the coil 4 sections 6, which are a continuation of the turns of the compensating winding and the formation of the coil of additional poles, are located, the linear load increases sharply. This is due to the current that the turns of the copper conductor are located here in a row, and not alternate with the conductors of the excitation winding, as is the case in sections 5 of the coil 4. In this part of the interpolar window npmej as to the core of the additional pole 10, excessive MDS is formed compensation winding (Fig. 3). It is redundant with respect to the compensation MDS core reaction in the zone of the additional pole, so it creates a switching field of this pole. As a result, a complete compensation of the reaction core on the pole pitch and the optimal distribution of sex drive and additional poles.
По отношению, к прототипу, кривые распределени ОДС и индукции которого представлены на фиг. 4, достигаетс устранение искажений главного пол реакцией кор при перегрузках. Как следует из этих кривых степень искажений по меньшей мере пропорциональна перегрузке машины, т.е. индукци под одним краем полюса может превышать индукцию под другим его краем в 2-3 и более раз. Известно , что максимальное напр жение между коллекторными пластинами, определ ющее перегрузочную способность и коммутационную надежность машины, пропорциональНо коэффициенту искажени главного пол . Следовательно,In relation to the prototype, the distribution curves of the ODS and whose induction are shown in FIG. 4, the elimination of distortions of the main field by the reaction of the core during overloads is achieved. As follows from these curves, the degree of distortion is at least proportional to the machine overload, i.e. induction under one edge of a pole can exceed induction under its other edge by 2–3 or more times. It is known that the maximum voltage between the collector plates, which determines the overload capacity and the switching reliability of the machine, is proportional to the distortion factor of the main field. Consequently,
в предлагаемой конструкции дл ма ,шин с резко переменной нагрузкой этот показатель улучшаетс по крайней мере в 2-3 раза.in the proposed design for MA, tires with a sharply variable load, this indicator improves at least 2-3 times.
Преимущества в части перегрузочной способности и коммутационной надежности машины обусловлены также наличием в предлагаемой конструкции нетокопроводного сердечника добавочного полюса, вместо токонесущего сердечника в известной машине. Эксг периментальные исследовани , проведенные на модели добавочного полюса известной машины, показали, что при 2,5-кратной перегрузке магнитна проницаемость токонесущего сердечника снижаетс из-за насыщени полем .собственного тока на 20-30%, что вызывает уменьшение потока добавочного полюса и неполную компенсацию реактивной ЭДС коммутируемой секции кор . В предлагаемой конструкции этот недостаток полностью устранен.The advantages in terms of overload capacity and switching reliability of the machine are also due to the presence in the proposed design of the non-conductor core of an extension pole, instead of the current-carrying core in a known machine. Experimental studies carried out on the model of the additional pole of a known machine showed that at 2.5-fold overload, the magnetic permeability of the current-carrying core decreases due to the field saturation of the own current by 20-30%, which causes a decrease in the stream of the additional pole and incomplete compensation reactive EMF of the switched section of box. In the proposed design, this disadvantage is completely eliminated.
Таким образом, перегрузочна способность и коммутационна надежность предлагаемой машины существенно повышаютс .Thus, the overload capacity and switching reliability of the proposed machine is significantly increased.
ФигЛFy
11388961138896
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU833618527A SU1138896A1 (en) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | D.c.electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU833618527A SU1138896A1 (en) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | D.c.electric machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1138896A1 true SU1138896A1 (en) | 1985-02-07 |
Family
ID=21073238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU833618527A SU1138896A1 (en) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | D.c.electric machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1138896A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2392725C1 (en) * | 2009-04-21 | 2010-06-20 | Рашит Музаферович Девликамов | Collector electric motor |
-
1983
- 1983-07-11 SU SU833618527A patent/SU1138896A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Арнольд Э., Лакур П. Машины посто нного тока. Т.1, ГТИ. 1931, с. 80. 2. Авторское свидетельство СССР № 1&20930, кл. Н 02 К 23/22, 1983. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2392725C1 (en) * | 2009-04-21 | 2010-06-20 | Рашит Музаферович Девликамов | Collector electric motor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4205243A (en) | Synchronous linear motor | |
| US4663551A (en) | Electrical machine | |
| CA1138543A (en) | Electromagnetic inductor for generating a helical field | |
| EP0383457B1 (en) | Multilayered eddy current type power-saved intense AC magnetic field generator | |
| US3868561A (en) | Resonant circuit transformer | |
| GB521125A (en) | Improvements in or relating to alternating current switching arrangements | |
| US1672703A (en) | Induction voltage regulator | |
| US4542312A (en) | Linear motor | |
| US20060044100A1 (en) | Windings for electrical machines | |
| US3925743A (en) | Interleaved winding for electrical inductive apparatus | |
| JPS5936123Y2 (en) | Lebel transition coil for rotating electrical machines | |
| US3173112A (en) | Three-phase reactor | |
| SU860153A1 (en) | Controllable reactor | |
| JPS6252931B2 (en) | ||
| SU1358010A1 (en) | Three-winding three-phase transformer | |
| EP0117515B1 (en) | Reactor having a plurality of coaxially disposed windings | |
| US3316430A (en) | Direct current dynamoelectric machine | |
| EP0058048B1 (en) | Electromagnetic stirring apparatus | |
| SU450293A1 (en) | Directly coupled three-phase frequency converter | |
| SU824323A2 (en) | Converting transformer gated winding | |
| SU851649A1 (en) | Synchronous electric machine stator two-layer symmetric rod three-phase winding | |
| Onuki et al. | Improvement of short primary member linear induction motor performance by partial adoption of the wound secondary | |
| RU2339109C1 (en) | Three-phase ring reactor | |
| US3263197A (en) | Coil connection for reduction of stray losses | |
| SU888224A2 (en) | Three-phase converting transformer |