Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_1549
.pdf
таблице.
. Конечно, в некоторых случаях требуемое напряжение от этой вспомогательной обмотки может быть
настолько низким, что даже при наличии всего одного проводника на паз, лишь часть пазов, в которых
расположена основная обмотка, может быть использована для прокладки проводников вспомогательной
обмотки. В этом случае проводники вспомогательной обмотки следует распределить как можно равномернее
по окружности машины. В вышеуказанной обмотке с подключением к соответствующим отводам может
использоваться любое количество витков от 1 до полного числа (12). В многофазных машинах удобно
использовать обмотку общепризнанного двухконтурного барабанного типа, имеющую один проводник на паз.
Очевидно, что точное расположение обмотки, если она равномерно распределена, не имеет значения. Еще
одним большим преимуществом машин этого типа является возможность использования гораздо более
мощных магнитных потоков, чем в других машинах переменного тока, в которых магнитный поток, проходящий
через воздушный зазор, ограничен необходимостью поддерживать намагничивающий ток ниже
определенного значения, например, не более одной трети или половины полной нагрузки.
В этих машинах магнитный поток может быть настолько сильным, что при работе без компенсации
намагничивающий ток может значительно превышать половину тока полной нагрузки, часто достигая
значений от трех четвертей нагрузки до тока полной нагрузки, без ущерба для коэффициента мощности при
работе с компенсацией. Использование таких мощных флюсов уменьшает количество меди в обмотках, как
основных, так и вспомогательных, и позволяет создавать гораздо более компактные и дешевые машины, чем
те, которые были бы произведены в противном случае; такое сочетание, по сути, имеет решающее значение
для максимальной экономичности.
Коммутаторные машины. Усовершенствования в области переменного тока. Я, Фредерик Гриди,
проживающий по адресу: Эшберн Плейс, 10, Илкли, графство Йоркшир, подданный короля Англии, настоящим
заявляю о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении: Данное изобретение относится к двигателям переменного тока
коммутаторного типа, в которых предусмотрена компенсация фазы с целью повышения коэффициента
мощности. Такие машины могут быть однофазными или многофазными, и известно, что, если для простоты
рассмотреть двухполюсную машину, то, если коммутатор оснащен более чем двумя равномерно
расположенными комплектами щеток, небольшое напряжение соответствующей фазы, приложенное к этим
щеткам, обеспечит фазовую компенсацию и заметное улучшение коэффициента мощности. В однофазном
варианте также известно, что если имеется четыре равномерно расположенных комплекта щеток, то два
диаметрально противоположных комплекта могут быть закорочены, а к оставшимся двум приложено
однофазное напряжение, причем закороченными являются те комплекты, которые несут максимальный ток
при полной нагрузке.
Существует два способа обеспечения необходимого малого напряжения: (1) с помощью вспомогательного
трансформатора, первичная обмотка которого подключена к сети, (2) с помощью вспомогательной обмотки
статора, действующей как вторичная обмотка основной или первичной обмотки статора. Однако второй
метод, несмотря на определенные преимущества в компактности и низкой первоначальной стоимости по
сравнению с первым, до сих пор приводил к созданию машин со значительно меньшей эффективностью, чем
при использовании первого метода. Основная цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить
вспомогательную обмотку статора, работающую по второму методу, но позволяющую создавать машины с
эффективностью, равной эффективности машин, компенсируемых первым методом. Изобретение также
включает в себя средства для создания такой вспомогательной обмотки статора, снабженной отводами,
обеспечивающими различные напряжения. Точное напряжение, которое обеспечит наилучшие результаты
при подаче на коммутатор, часто определяется экспериментальным путем. В случае с машинами с
трансформаторной компенсацией было легко предусмотреть отводы, дающие различные напряжения,
которые можно было последовательно опробовать, однако в машинах старого типа, компенсируемых
вспомогательной обмоткой статора, до сих пор не было возможности изменять напряжение иначе, чем
изменяя фактическое количество витков обмотки, что крайне неудобно на практике.
Другие области применения изобретения включают создание машины, способной работать при нескольких
различных напряжениях с одинаковым магнитным потоком за счет использования вышеупомянутых отводов,
или пуск с большим магнитным потоком, чем тот, который используется для работы при полной нагрузке. На
прилагаемых чертежах: - На рисунке 1 показана общая схема соединений для такой машины, с помощью
которой объясняется, как используются провода на вспомогательной обмотке статора. На рисунке 2 показана
еще одна общая схема соединений для такой машины, альтернативная первой. На рисунке 3 представлен
подробный чертеж такой вспомогательной обмотки статора, применяемой в однофазной машине, и подробно
показан способ расположения отводов и взаимосвязь этой обмотки с основной обмоткой статора. На рисунке
4 представлена аналогичная схема для многофазной машины. На рисунке 5 показана общая схема
соединений для такой многофазной машины. Согласно данному изобретению, вспомогательная обмотка
статора, вместо того чтобы быть сосредоточенной в одной паре пазов на полюс, распределяется как можно
равномернее по всему числу пазов, причем, ввиду низкого напряжения, которое она должна производить,
очень часто на каждый паз приходится не более одного проводника.
На рисунке 1 показана схема однофазной компенсированной машины в соответствии с настоящим
изобретением. Она состоит из обмотки статора S S, которая, как показано на рисунке, соединена
последовательно с последовательно соединенных линий Рассмотрим для простоты двухполюсную машину:
коммутатор имеет четыре равномерно расположенных комплекта щеток, одна пара которых расположена
диаметрально противоположно другой. присоединить кисть X к любому из При наличии подходящего контакта,
на указанные щетки можно подавать любое напряжение из доступных. Для работы с различными цепями с
незначительно изменяющимся напряжением, например, 200, 210, 220, 230 В, часто требуются различные
машины. Используя схему соединения, показанную на рисунке 1, и изменяя положение соединения «А»,
соединяющего один конец обмотки статора с линией L через часть вспомогательной обмотки, мы можем
незначительно изменить количество витков, входящих в состав обмотки статора. Благодаря этому становится
возможным адаптировать данную машину к любому из этих различных напряжений без каких-либо
конструктивных изменений и без ущерба для использования вспомогательной обмотки в целях компенсации.
Вспомогательная обмотка, разумеется, может использоваться совершенно независимо от основной обмотки
S S, при этом соединение между S и T может быть удалено, а соединение "A" может быть присоединено к S. В
этом случае цепь ротора, проходящая через обмотки X-X и вспомогательную обмотку, может быть полностью
изолирована от цепи статора, что, безусловно, желательно, если последний рассчитан на высокое
напряжение. На рисунке 2 показан еще один способ подключения такого двигателя. На этом рисунке обмотка
статора, как и прежде, соединена последовательно со вспомогательной обмоткой, а X, как и прежде,
подключена к одному из отводов вспомогательной обмотки. Однако, теперь X подключен к линии, тем самым
соединяя цепь ротора последовательно с цепью через обмотки статора. Это позволяет машине запускаться с
очень большим крутящим моментом и очень умеренным потреблением тока. Если при достижении полной
скорости соединение между X и другим отводом осуществляется таким образом, чтобы включить в цепь
между L и L большее количество витков статора, чем в той же цепи до подключения X к вспомогательной
обмотке, то магнитный поток вдоль оси статора во время пуска будет больше, чем во время работы при
полной нагрузке, что приведет к исключительно мощному пусковому моменту.
Для более ясного понимания изобретения, теперь целесообразно рассмотреть конкретный случай
четырехполюсной однофазной машины, имеющей, скажем, 28 пазов статора, пронумерованных 1 и 28. Это
показано на рисунке 3. Как будет видно, пазы 4, 11, 18 и 25 пусты, а основная обмотка статора состоит из
четырехполюсной концентрической обмотки известного типа, полюс (1), состоящий из трех концентрических
катушек, занимает пазы 1-2-3 и 5-6-7, в то время как 15 16 17 и 19-20-21, а полюс (4) лежит в 22 23 24 и 26 27
28. Основная обмотка статора показана пунктирной линией в нижней части рисунка 3. Главное отличие
метода намотки вспомогательной обмотки данного типа от метода, используемого с обычной обмоткой, такой
как описанная выше, составляющей основную обмотку статора, заключается в том, что если во втором случае
все витки на одном полюсе соединены последовательно, так что один полюс полностью наматывается до
начала намотки следующего полюса, то во вспомогательной обмотке, показанной на рисунке 3, если
разделить окружность машины на столько секций, сколько полюсов или полюсных нитей, то обмотка в любой
заданной паре пазов, расположенных в одной секции, соединяется последовательно с обмотками во всех
соответствующих парах пазов, расположенных в том же положении относительно всех других секций, прежде
чем она будет соединена со второй парой пазов в исходной секции.
Например, катушка в пазах 1-7, вместо того чтобы быть непосредственно последовательно соединенной с
катушками в пазах 2 и 6, как это было бы в более распространенном типе обмотки, соединена
последовательно с катушкой в пазах 15 и 21. Затем она соединяется последовательно с катушкой в пазах 28 и
22, а затем с катушкой в пазах 14 и 8 перед ее соединением с катушкой в пазах 2 и 6,... и такое же соединение
продолжается до завершения намотки... Целью данного способа подключения является обеспечение
возможности использования ответвлений с минимальным нарушением равномерного распределения
амперных проводников, создаваемого обмоткой. Например, начиная с клеммы Т6, обмотка делает один виток
вокруг каждого полюса, прежде чем дойти до отвода «Is», а оттуда — один виток вокруг каждого полюса и еще
один дополнительный виток, прежде чем дойти до отвода Т4, таким образом, между отводами Т6 и «Is»
получается 4 витка, а между отводами Т5 и «T» — пять. Четыре или пять витков, распределенных таким
образом, обеспечивают гораздо более сбалансированное расположение, чем если бы все они были намотаны
в одну пару пазов, и только путем адаптации обмотки такого типа, то есть такой, в которой обмотка между
соседними отводами имеет, насколько это возможно, равное количество витков вокруг каждого из полюсов
или пар полюсов, можно получить максимальную выгоду от использования обмотки с отводами. Используя
соответствующие отводы обмотки, как показано на рисунке 3, можно использовать любое количество витков
от 1 до 12, полного числа.
На рисунке 4 показана одна из пары одинаковых обмоток, расположенных для двух фаз и намотанных в 16
пазов 32-пазового статора, при этом подразумевается, что оставшиеся 16 пазов должны быть заполнены
точно такой же обмоткой. На рисунке 5 представлена общая схема соединений, подходящая для
использования с многофазным (2-фазным) двигателем. Схема в точности повторяет рисунок 1, за
исключением того, что вторая первичная и компенсирующая обмотки электрически соединены с первой в
квадратуре, а щетки YẎ вместо короткого замыкания подключены ко второй компенсирующей обмотке. Еще
одним большим преимуществом машин этого типа является возможность использования гораздо более
мощных магнитных потоков, чем в других машинах переменного тока, в которых магнитный поток, проходящий
через воздушный зазор, ограничен необходимостью поддерживать намагничивающий ток ниже
определенного значения, например, не более одной трети или половины полной нагрузки. В этих машинах
магнитный поток может быть настолько сильным, что при работе без компенсации намагничивающий ток
может значительно превышать половину тока полной нагрузки, часто достигая значений от трех четвертей
нагрузки до тока полной нагрузки, без ущерба для коэффициента мощности при работе с компенсацией.
Использование таких мощных флюсов уменьшает количество меди в обмотках, как основных, так и
вспомогательных, и позволяет создавать гораздо более компактные и дешевые машины, чем те, которые
были бы произведены в противном случае; такое сочетание, по сути, имеет решающее значение для
максимальной экономичности. Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его
осуществления, я заявляю, что то, что я...
Соседние файлы в папке патенты