Электромашинный агрегат

 

ЭЛЕКТРОМАШИННЬШ АГРЕГАТ , состоящий из двух униполярных машин включенных по системе генератор-двигатель, с ведомым ротором муфты на выходном валу, содержащий магйитопровод с обмоткой возбуждения и якори, размещенные в герметичной камере, заполненной жидким металлом и образованной герметизирующими элементами в виде дисков, размещенных с торцов якорей, и токопроводом, отличающийся тем, что, с целью повыщения КПД . и Надежности, а также уменьшения массогабаритных показателей, на магнитопроводе со стороны генератора установлена обмотка переменного тока, якори выполнены в виде чередующихся ферромагнитных и немагнитных электропроводящих элементов, на торцах якоря генератора установлены немагнитные электропроводные кольца, в расточке статора размещен изоляционный цилиндр, токопровод выполнен в виде стержня из немагнитного материала, размещенного по оси агрегата, соединенного с торцовыми дисками, выполненными из электропроводного немагнитного материала, жестко скреп (g ленными с изоляционным цилиндром, а ведо (Л мый ротор выполнен в виде полого цилиндра размещенного в расточке статора двигателя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 3

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l0

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 (21) 34б8537/24-07 (22) 12.07.82 (46) 30.12.83. Бюл. № 48 (72) А. И. Хожаинов, В. И. Андреев, С, С. Поляков и А. Л. Федоров (71) Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад. В. Н. Образцова (53) 621.313.292(088.8) (5б) 1. Авторское свидетельство СССР № 418940, кл. Н 02 К 31/04, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 692019, кл. Н 02 К 31/04, 1977. (54) (57) ЭЛЕКТРОМАШИННЪ|й АГРЕГАТ, состоящий из двух униполярных машин включенных по системе генератор-двигатель, с ведомым ротором муфты на выходном валу, содержащий м а гнитопровод с обмоткой возбуждения и якори, размещенные в герметичной камере, заполненной жидким

„„SU„„1064386 A з(м Н 02 К 51 00 Н 02 К 31 00 металлом и образованной герметизирующи- ми элементами в виде дисков, размещенных с торцов якорей, и токопроводом, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности, а также уменьшения массогабаритных показателей, на магнитопроводе со стороны генератора установлена обмотка переменного тока, якори выполнены в виде чередующихся ферромагнитных и немагнитных электропроводящих элементов, на торцах якоря генератора установлены немагнитные электропроводные кольца, в расточке статора размещен изоляционный цилиндр, токопровод выполнен в виде стержня иэ немагнитного материала, размещенного по оси агрегата, соединенного с торцовыми дисками, выполненными из электропроводного немагнитного материала, жестко скрепленными с изоляционным цилиндром, а ведомый ротор выполнен в виде полого цилиндра размещенного в расточке статора двигателя.

1064386

Внутри магнитопровода 11 размещена кольцевая обмотка 12 возбуждения, питаемая постоянным током от независимого источника. Кроме того; на части магнитопровода, обеспечивающей возбуждение генераторной части агрегата, установлена обмотка 13, например, трехфазного тока, создающая вращающееся магнитное поле.

В немагнитном зазоре двигательной части агрегата (пространство между магнитопроводом ll и изоляциойным цилиндром 2 герметичной камеры) размещен полый цилиндр 14, выполненный из немагнитного электропроводяшего материала и связанный;

: с выходным валом 15, установленным на подшипниковых опорах 16 посредством переходного изоляционного диска 17.

Агрегат работает следующим образом.

Обмотка 13 создает вращающееся магнитное поле, которое, пересекая проводники

40 обмотки якоря 4, наводит в них ЭДС. Наличие короткозамыкающих колец 9 на якоре

" обеспечивает прохождение по проводникам обмотки электрического тока. Взаимодейст.вие этого тока с магнитным потоком вызывает возникновение электромагнитного момента и приводит якорь 4 во вращение.

Якорь 4 вращается асинхронно с вращающимся полем, создаваемым обмоткой 13.:

После подачи постоянного тока в кольцевую обмотку 12 возбуждения по магнитопроводу замыкается магнитный поток, который в зоне зазора имеет постоянную неподвижную в пространстве и вращающуюся вместе с фер ромагнитнымн элементами составляющие.

Якорь 4 втягивается в синхронизм, т. е. вращается синхронно с полем, создаваемым

ss обмоткой 13. Взаимодействие вращающе1ося якоря 4 с постоянной составляющей магнитНого поля возбуждения приводит к появлению постоянной по величине ЭДС, под дей1

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к униполярным машинам постоянного тока с жидкометаллическим контактом, и может быть использовано в качестве электропривода в различных областях народного хозяйства.

Известен электромашинный агрегат, содержащий униполярную машину постоянного тока и иядукторную муфты с общим индуктором, выполненным в виде чередую- щихся ферромагнитных и немагнитных элементов и общим статором, несущим кольцевую обмотку возбуждения. Йндуктор размещен в неподвижной герметичной камере с жидким металлом !1).

Известен также электромеханический агрегат с входным и выходным валами, состоящий из двух униполярных машин, включейных по системе генератор-двигатель и ведомый ротор муфты на выходном валу, содержащий общий магнитопровод с обмотками возбуждения и два якоря, которые размещены концентрично расточке магнитопровода и погружены в полости с жидким металлом 12).

Известная система генератор-двигатель в униполярном исполнении нуждается в дополнительном приводе для вращения ротора генераторной части электромеханического агрегата. Это обстоятельство снижает эффективность работы агрегата и ограничивает область практического использования вследствие того, что уменьшается КПД, снижается надежность, ухудшаются массо- габариФные показатели.

Цель изобретения — повышение КПД и надежности, а также уменьшение массогабаритных показателей.

Для достижения поставленной цели в агрегате, состоящем из двух униполярных машин с ведомым ротором муфты на выходном валу, включенных по системе генератор- двигатель, н содержащем общий магнитопровод с обмотками возбуждения и якори, размещенные в образованной герметичной камере, заполненной жидким металлом и, образованной герметизирующими элемента- ми в виде дисков, размещенных с торцов якорей, и токопроводом, на магнитопроводе:: со стороны генератора установлена обмотка., яеременного тока, якори выполнены в виде: чередующихся электропроводящих ферро;магнитных и немагнитных электропроводящих элемеятов, на торцах якоря генератора установлены немагнитные электропроводные короткозамыкающие кольца, в расточке статора размещен изоляционный цилиндр, токопровод выполнен в виде стержня из вемагнитного материала, размещенного по оси агрегата, соединенного с торцовыми дисками, выполненными из электропроводного вемагнитного материала, жестко скреп- . ленными с изоляционным цилиядром, а ведо- мый ротор выполнен в виде полого цилиндра;

: пазмешенн0го в расточке статора двигателя

На фнг. 1 представлен электромашинный агрегат, общий внд, продольный разрез; на фнг. 2 — то же, поперечное сечение.

Электромашннный агрегат имеет герметичную камеру, образованную токопроводом и изоляционным цилиндром 2, в которой размещены подшипники 3, на которые установлены якори генераторной 4 и двигательной 5 частей агрегата, состояшйе из чередующихся электропроводяших ферро-! о магнитных 6 и немагнитных 7 элементов, и заполненную жидким металлом 8, например ртутью, обеспечивающим электрический контакт между торцовыми частями токопровода и якорями 4 и 5. Торцовые части якоря 4 имеют короткозамыкающие кольца 9 выполненные из материала высокой элект-ропроводности, . например меди, которые образуют с немагнитными электропроводящими элементами 7 якоря обмотку типа

«беличья клетка». Наружные торцовые части токопровода изолированы изоляционными прокладками 10.

64386

А-А

О

Редактор Л. Пчелинская Теехред И. Верес Корректор В. Гнрняк

Заказ 10354/55 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва. Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул, Проектная, 4

10 с1 вием которой в электрической цепи:.токопровод 1 — жидкий металл 8 — .якорь 4 генераторной части агрегата -.жидкий металл 8 — якорь 5 двигательной части агрегата — жидкий металл 8 — токопровод 1 протекает постоянный ток 1. В результате взаимодействия осевого тока 1 с постоянной составляющей магнитного поля, якорь 5 двигательной части агрегата приходит во вращение, создавая вращающееся магнитное поле, увлекающее во вращательное движение полый электропроводящий цилиндр 14 (по асинхронному принципу) с выходным валом 15.

Размещение иа магиитопроводе геиератбрной части агрегата, кроме обмотки возбуждения постоянного тока, обмотки, создающей вращающееся магнитное поле, отсутствие неподвижной перегородки между якорями, а также наличие у якогеиераторной части агрегата торцовых короткозамыкающих колец, образующих с немагнитными электропроводящими элементами якоря обмотку типа «беличья клетка», позволяет создать

4 агрегат с одним выходным валом. При этом . исключается необходимость во внешнем приводе и роторе генераторной части, благодаря чему улучшаются массогабаритные показатели и повышается его надежность, Вероятность безотказной работы. базового объекта составляет 0,8847, а предлагаемого устройства 0,9216.

Увеличение КПД предлагаемого устрой<р . ства по сравнению с базовым объектом достигается уменьшением числа отдельных составляющих электромашинного агрегата путем исключения приводного двигателя. и ротора генераюрной части и эффективного иемагнитного зазора в результате исключения ротора геиератарной части агрегата, а также исключением неподвижной перегородки между якорями, что уменьшает гидродинамические потери трения и площадь контактного сопротивления иа границе твер--.

20 дый — жидкий металл и исключением из электрической цепи якорей высокоомных материалов.