Електрична машина постійного струму

Корисна модель відноситься до електротехніки, яку можна використати для приводу механізмів в різних галузях промисловості. Відома уніполярна електрична машина як з дисковим, так і циліндричним якорем [див. патент Австралії №450016, кл.110в, 1971]. Обмотка якоря машини виконана з ряду струмопровідникових пластин, які з двох кінців закінчуються струмознімальними сегментами, по яким ковзаються два ряду щіток і які з'єднані між собою. Кількість щіток в кожному ряду у два рази менше, ніж пластин якоря. Направляння магнітного потоку збудження перпендикулярно до площини пластин та вектору швидкості. Схема з'єднання щіток дозволяє одержати напругу електричній машини пропорційно N/2, де N - число пластин якоря. Найбільш близькою до корисної моделі по технічній суті є колекторна машина постійного струму [див. Ю. А. Кулик. Електрические машины. Высшая школа, 1971, с.9-15]. Магнітна система електричної машини являє собою чергуючі, рівномірно розташовані електромагнітні полюси. Обмотка якоря виконана замкнутою, двошаровою з послідовно з'єднаних котушок в паралельній гілці, при цьому , кожна котушка приєднана до колекторних пластин колектора. На колекторі установлені щітки по лінії геометричній нейтралі полюсів магнітної системи. До недоліків такої машини відносяться обмежування потужності та зниження експлуатаційної надійності, пов'язаних з процесом комутації короткозамкнутих щітками котушок обмотки якоря та наявністю вузла щіткаколектор. Із-за комутаційних причин існують обмеження на величину струму в паралельній гілці обмотки якоря та на напругу між колекторними пластинами колектора. Вузол щітка-колектор окрім ненадійності в експлуатації є джерелом радіоперешкод і пожаронебезпеки. Задачею даної корисної моделі є поліпшення комутації, збільшення потужності та надійності в експлуатації, зменшення розходу активних матеріалів. Ця технічна задача вирішується тим, що на якорі є два сердечники, які між собою з'єднані і над якими знаходяться полюси однакової полярності N або S відповідно. Обмотка розташована на зовнішній поверховості першого сердечника потім на внутрішній та зовнішній поверхностях другого і внутрішній та зовнішній поверхностях першого і т.д. і приєднана до контактних кілець. Із-за відсутності в обмотці якоря короткозамкнутих щітками котушок поліпшена потужність, а також зменшено розхід листової сталі та міді, тому що нема потреби в установці додаткових полюсів. Пропонована конструкція машини дозволяє замість складного у виготовленні і ненадійного в експлуатації колектора застосувати контактні кільця. Суть корисної моделі пояснюється Фіг., де показано розташування двох сердечників якоря, з'єднаних між собою, полюсів над сердечниками, а також обмотки. Запропонована електрична машина має два сердечники 1, які з'єднані стержнями 2, полюси 3, обмотку 4 та контактні кільця 5. При поданні напруги , за допомогою контактних кілець , в обмотку якоря, а також в обмотку збудження полюсів взаємодія струму обмотки якоря з магнітним потоком полюсів створює електромагнітний момент, який приводить якір в обертання. При цьому, електромагнітний момент створюють тільки сторони обмотки якоря, які розташовані на зовнішніх поверхностях сердечників, оскільки струм в них однакового направлення і над ними полюси однакової полярності N або S відповідно. Магнітний потік над сердечниками якоря не змінюється по направленню і замикається по наступним ділянкам: станину, сердечники полюсів, повітряний зазор та сердечники і стержні якоря. Незмінність по направленню магнітного потоку над сердечниками якоря дозволяє замінити колектор на контактні кільця.