Спосіб збудження електричної машини

Спосіб збудження електричної машини, що включає формування однополярного струму в обмотці шляхом подачі на обмотку імпульсів напруги за допомогою напівпровідникового 3 напруги за допомогою напівпровідникового пристрою так, щоб струм обмотки в процесі керування не зменшувався до нуля. У основу корисної моделі поставлена задача знизити матеріаломісткість електричної машини і збільшити її надійність усуненням необхідності в міжвіткової ізоляції за рахунок підсумовування струму збудження в часі в одному витку. Поставлена задача розв'язується за рахунок того, що спосіб збудження електричної машини, який включає формування однополярного струму в обмотці шляхом подачі на обмотку імпульсів напруги за допомогою напівпровідникового пристрою так, щоб струм обмотки в процесі керування не зменшувався до пуля, згідно корисної моделі напівпровідниковий пристрій спочатку підключають до електричного конденсатора, після заряду конденсатора струмом від джерела живлення конденсатор підключають до обмотки збудження, а після розряду конденсатора до нуля струмом обмотки збудження конденсатор відключають від обмотки збудження, при цьому початок і кінець обмотки збудження з„єднують, а процес повторюють з періодом, який обернено пропорційний струму збудження. Вказаний спосіб реалізується пристроєм, приведеним на Фіг. Пристрій містить джерело живлення 1, напівпровідниковий комутатор 2, який поперемінно з'єднує електричний конденсатор 3 з джерелом живлення 1 або обмоткою збудження 4, електричний конденсатор 3, в якому заряди від джерела 1 накопичуються і передаються в обмотку збудження 4, напівпровідниковий комутатор 5, який з'єднує початок і кінець обмотки збудження 4 для можливості протікання струму збудження протягом часу, коли конденсатор 3 комутатором 2 від'єднаний від обмотки 4 і сполучений з джерелом живлення 1, обмотку збудження 4, яка має індуктивність L і опір R, в якій підсумовуються заряди, передані від конденсатора 3, створюючи необхідний струм збудження. Пристрій працює таким чином. Для формування магнітного потоку збудження з'єднують комутатором 2 електричний конденсатор 3 з джерелом живлення 1, комутатор 5 замкнутий. Від джерела 1 проходить струм, що заряджає конденсатор 3 по ланцюгу 1-2-3-1. Коли заряд конденсатора З скінчиться і струм джерела живлення 1 стане рівним нулю, комутатор 2 від'єднує конденсатор 3 від джерела 1 і підключає його до обмотки збудження 4. Одночасно розмикається 5, струм збудження проходить по ланцюгу 3-2-4-3. Цей струм розряджає конденсатор 3, так що напруга на конденсаторі знижується, а струм збудження збільшується. В мить, коли напруга на конденсаторі стане рівною нулю, комутатор 2 від'єднує конденсатор 3 від обмотки збудження. Одночасно замикається 16640 4 комутатор 5, струм збудження проходить по ланцюгу 4-5-4. Потім знову з'єднують комутатором 2 електричний конденсатор 3 з джерелом живлення 1, і повторюють процес з періодом, який складається з часу заряду конденсатора 3 від джерела 1, часу розряду конденсатора 3 на обмотку збудження 4, і проміжку часу між відключенням конденсатора З комутатором 2 від обмотки збудження 4 і підключенням конденсатора 3 комутатором 2 до джерела 1. При необхідності максимального збудження комутатор 2 підключає конденсатор 3 до джерела 1 відразу після відключення від обмотки збудження 4, при цьому період повторення мінімальний, а струм збудження максимальний. При необхідності забезпечити задане збудження, менше за максимальне, комутатор 2 підключає конденсатор 3 до джерела 1 через проміжок часу після відключення його від обмотки збудження 4. При цьому період повторення збільшується, а струм збудження зменшується обернено пропорційно збільшенню періоду. При такому способі забезпечити магнітний потік може обмотка, що складається з одного витка. Цей виток має переріз, рівний сумарному перерізу провідників витків найближчого аналогу. По цьому витку проходить струм, рівний добутку числа витків найближчого аналогу на струм в кожному витку найближчого аналогу. Можливість забезпечити необхідний магнітний потік одним витком обумовлена тим, що при способі, що заявляється, струм обмотки не проходить через джерело живлення, а замикається через конденсатор 3 або комутатор 5. При обмотці, що складається з одного витка, відсутня ізоляція між витками, переріз обмотки без ізоляції у декілька разів менше, ніж з ізоляцією. Це приводить до зменшення розмірів електричної машини, а відповідно до зменшення її матеріаломісткості. При обмотці збудження з одного витка відсутня небезпека порушення ізоляції між витками, оскільки ця ізоляція відсутня. Відповідно, надійність електричної машини підвищується. Приклад. Апробація способу, що заявляється і найближчого аналогу була виконана на моделі. Умови моделювання: машина постійного струму з формуванням однополярного струму у обмотці збудження з 120 ізольованих витків шляхом подачі на неї імпульсів за допомогою напівпровідникового перетворювача частоти (спосіб-найближчий аналог), і машина постійного струму з формуванням струму у обмотці збудження з одного витка шляхом подачі на неї імпульсів від конденсатора, який періодично заряджається від джерела напруги (спосіб, що заявляється). Отримані в моделюванні результати представлені в таблиці. 5 16640 6 Таблиця Параметр порівняння 1 2 Маса машини, кг Число відмов за 100 годин роботи Найближчий аналог (машина постійного струму з багатовіковою обмоткою збудження) 400 Спосіб, що заявляється (машина постійного струму з одним вітком збудження) 300 2 0 З даних, наведених в таблиці, видно, що матеріаломісткість і надійність описаного способу збудження менше, ніж у способу найближчого аналогу, унаслідок відсутності ізоляції між вітками обмотки, тому що обмотка має лише один віток. Комп‟ютерна верстка О. Чепелев Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601