166782. lajstromszámú szabadalom • Tekercselés egyen- és váltakozóáramú kommutátoros villamosgépekhez
MAGTAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGALATI TALÁLMÁNY A bejelentés napja: 1972. VI. 29. (TA—1192) A közzététel napja: 1974. XII. 28. Megjelent: 1976. VII. 31. 166782 Nemzetközi osztályozás: H 02 k 3/12 ',\ i': L-I^JL^ Feltalálók: Csernoch Alajos villamosmérnök, 55% Drexler István villamosmérnök, 30% Nagy László villamosmérnök, 15% Budapest Tulajdonos: Távközlési Kutató Intézet, Budapest Tekercselés egyen- és váltakozóáramu kommutátoros villamosgépekhez í A találmány tárgya olyan differenciáltekercselés, mely kommutátoros villamos gépek eddig ismert hullámos vagy hurkos tekercselése helyett előnyösen alkalmazható. Előnyös, mert adott villamos gép esetében a tekercs huzaljának hossza rövidebb és 5 így 20—40%-os huzal-, illetve rézmegtakarítás érhető el. Továbbá a huzal hosszának csökkenése az armatúratekercsben csökkenti az I2 R rézveszteséget, ill. hőveszteséget. A hőveszteség csökkenése pedig a villamos gép konstrukciós kialakítását teszi io előnyösebbé. Ezek az előnyök különösen nagy áramú, kis feszültségű gépeknél mutatnak igen jó eredményeket. A differenciáltekercselés azon gondolat alapján 15 lett megvalósítva, hogy az eddig ismert semleges zónában történő kommutáció helyett előnyösebb kommutáció valósítható meg a pólusmező középvonalában. Itt ugyanis az armatúrareakció viszonylagosan nem okoz olyan pólusmező-torzulást, 20 mint a semleges zóna környezetében. Továbbá a pólusmező 180 elektromos fokon belüli kiszélesítésével elérhető, hogy az armatúra bármely kijelölt pontjának forgásközbeni mozgása megközelítse az egyenletes (szinuszvonal szerinti) körmozgást. Az 25 egyenletes körmozgás megközelítése (melyre az armatúrában indukált feszültség a jellemző) nem egyedül az egyenletes nyomaték, hanem a felhar-. monikus áramok, illetve azok által okozott veszteség csökkentése végső fokon a villamos gép hasznos 30 teljesítményének növelése szempontjából van szükség. A jelenleg ismert kommutátoros villamos gépek armatúratekercsét (rotortekercsét) hullámos és/vagy hurkos tekercselési eljárással alakítják ki. Ezen tekercselési eljárásnak különösen kisfeszültségű, nagyáramú gépeknél az a hátránya, hogy a tekercselési formából adódóan a tekercs ellenállása viszonylag nagy. Az armatúra tekercsében folyó áram I2 R teljesítményveszteséget okoz, mely teljes egészében hővé alakul. A hő elvezetése nagy problémát jelent. Villanymotoroknál, dinamóknál, áramátalakítóknál stb. egyik legfontosabb követelmény a hőveszteség, ezenbelül a villamos gép tekercsében keletkezett hőveszteség csökkentése. A tekercsek hőveszteségének 95%-a az armatúratekercsben és csak 5%-a keletkezik egyéb tekercsekben. Ezért indokolt olyan tekercselési forma kialakítása, mely az armatúratekercs hőveszteséget csökkenti. Az armatúratekercsben keletkezett hő az egész forgórészt egyenletesen felmelegíti és a keletkezett hő hővezetéssel átterjed a kommutátorra is. Magas hőmérsékleten 100—130 °C-nál a kommutáció bizonytalanná válik, szikrázás lép föl, esetleg a patina a kommutátoron nem marad stabil. A találmány szerinti differenciáltekercselési eljárás lehetővé teszi a villamos gép (rotortekercsének) ellenállás-csökkentését és a kommutációs zóna szélesedését. 166782
