Машина постійного струму

Реферат: UA 94031 U UA 94031 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до сфери електромашинобудування, а саме - до явнополюсних електричних машин постійного струму з колектором, які не змінюють напрямок обертання і широко застосовуються в народному господарстві [1, 2]. Найбільш близькою до запропонованої корисної моделі за сукупністю суттєвих ознак є вибрана як найближчий аналог (прототип) електрична машина постійного струму, яка не призначена для реверсу і має призначені для проведення робочого магнітного потоку машини явні головні магнітні полюси з полюсними наконечниками, а також має якір із розміщеними на ньому якірною обмоткою та колектором, причому у кожного головного магнітного полюсу вісь симетрії сердечника та полюсного наконечника співпадає з серединою полюсного ділення. На статорі не призначеної для реверсу електричної машини постійного струму стрілкою вказується напрямок обертання. Цей напрямок звичайно пов'язаний з особливостями конструкції охолоджувального вентилятора та охолоджувальної системи [1, 2]. Причинами, які перешкоджають одержанню очікуваного технічного результату в прототипі (оптимальне використання електромагнітних матеріалів), є не врахування в конструкції магнітної системи деяких результатів взаємодії робочого магнітного потоку головних полюсів із магнітним потоком реакції якоря при номінальному навантаженні електричної машини. У результаті такої взаємодії деякі частки магнітної системи електричної машини постійного струму розмагнічуються реакцією якоря, а інші частки намагнічуються нею. Намагнічені реакцією якоря частки магнітної системи внаслідок насичення обмежують величину робочого магнітного потоку електричної машини. Це враховується не повністю при проектуванні електричної машини постійного струму, що призводить до неоптимального використання електромагнітних матеріалів. Недоліками прийнятої як прототип електричної машини є підвищена вартість, зумовлена неоптимальним використанням електромагнітних матеріалів. В основу передбачуваної корисної моделі поставлено задачу зменшення вартості електричної машини за рахунок оптимізації використання електромагнітних матеріалів. Загальні суттєві ознаки запропонованої машини постійного струму, які співпадають із суттєвими ознаками прототипу, полягають у тому, що машина постійного струму не призначена для реверсу і має призначені для проведення робочого магнітного потоку машини явні головні магнітні полюси з полюсними наконечниками, а також якір із розміщеними на ньому якірною обмоткою та колектором. Суттєві ознаки запропонованої машини постійного струму, що є достатніми у всіх випадках і характеризують запропоновану корисну модель, на відміну від прототипу, полягають у тому, що в кожного головного магнітного полюсу вісь симетрії сердечника зміщена відносно середини полюсного наконечника та полюсного ділення в напрямку максимуму результуючої намагнічуючої сили головних полюсів та реакції якоря в номінальному режимі. Передбачувана корисна модель ілюструється кресленнями, де наведено: Фіг. 1 - загальний вигляд магнітної системи прототипу машини постійного струму. Фіг. 2 - загальний вигляд магнітної системи пропонованої корисної моделі машини постійного струму. На фіг. 1 позначено: - 1 - станина; - 2 - сердечник головного магнітного полюсу; - 3 - полюсний наконечник; - 4 - повітряний проміжок; - 5 - якір; - 6 - показаний жирними пунктирними лініями робочий магнітний потік; - 7 - напрямок постійних струмів у провідниках якоря: точка означає спрямування струму на глядача, а хрестик - спрямування струму від глядача; - 8 - показані нежирними пунктирними лініями магнітні силові лінії реакції якоря; - 9 - штрих-пунктирна лінія, що обводить частки полюсного наконечника, які можуть магнітно насичуватись. На фіг. 2 використано ті ж самі позначення, які застосовано для фіг. 1. Магнітну систему електричної машини прототипу на фіг. 1 показано в розгорнутому вигляді на проміжку двох полюсних ділень . По станині 1, сердечнику головного магнітного полюсу 2, полюсному наконечнику 3, повітряному проміжку 4, якорю 5 протікає показаний жирними пунктирними лініями робочий магнітний потік 6, який створюється головними магнітними полюсами. Напрямок постійних струмів у провідниках якоря показаний умовними позначками 7: точка означає спрямування струму на глядача, а хрестик - спрямування струму від глядача. 1 UA 94031 U 5 10 15 20 25 Напрямок магнітних силових ліній реакції якоря показаний нежирними пунктирними лініями 8 і визначається за правилом гвинта. При навантаженні електричної машини (фіг. 1) у номінальному режимі роботи реакція якоря одну частину полюсного наконечника розмагнічує, а іншу (обведену штрих-пунктирною лінією 9) - намагнічує і викликає її відповідне магнітне насичення. Магнітне насичення обведених штрихпунктирною лінією 9 частин полюсного наконечника (у якій співпадають напрямки робочого магнітного потоку 6 та магнітного потоку реакції якоря 8) викликає зменшення робочого магнітного потоку 6 машини, унаслідок чого електромагнітні матеріали використовуються не оптимально. Це викликає необхідність збільшення площі перерізу обведених штрих-пунктирною лінією 9 частин полюсного наконечника. Магнітну систему електричної машини запропонованої корисної моделі показано на фіг. 2 у розгорнутому вигляді на проміжку двох полюсних ділень . Для фіг. 1 та фіг. 2 позначення елементів та магнітних силових ліній магнітної системи 1-9 є ідентичними. Різниця між магнітною системою прототипу фіг. 1 та магнітною системою запропонованої корисної моделі фіг. 2 полягає в тому, що в кожного головного магнітного полюсу вісь симетрії сердечника 2 зміщена відносно середини полюсного наконечника та полюсного ділення  у напрямку максимуму результуючої намагнічуючої сили головних полюсів та реакції якоря в номінальному режимі. У результаті збільшується еквівалентна площа перерізу обведених штрих-пунктирною лінією 9 частин полюсного наконечника без використання додаткових електромагнітних матеріалів. Запропонована корисна модель дозволяє зменшити вартість електричної машини постійного струму внаслідок оптимізації використання електромагнітного матеріалу головних полюсів машини. Джерела інформації: 1. Вольдек А.И. Электрические машины. Введение в электромеханику. Машины постоянного тока и трансформаторы / А.И. Вольдек, В.В. Попов. - СПб.: ПИТЕР, 2008. - 320 с. 2. Копылов И.П. Электрические машины / И.П. Копылов. - М.: Высш. шк., 2006. - 607 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Машина постійного струму, що не призначена для реверсу і має призначені для проведення робочого магнітного потоку машини явні головні магнітні полюси з полюсними наконечниками, а також якір із розміщеними на ньому якірною обмоткою та колектором, яка відрізняється тим, що в кожного головного магнітного полюсу вісь симетрії сердечника зміщена відносно середини полюсного наконечника та полюсного ділення в напрямку максимуму результуючої намагнічуючої сили головних полюсів та реакції якоря в номінальному режимі. 2 UA 94031 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3