Электроагрегат

 

ЭЛЕКТРОАГРЕГАТ, содержащий тепловой двигатель с поршнями, трансформатор с первичной и вторичной обмотками на сердечниках и генератор переменного тока, включающий неподвижную магнитную систему с элементами возбуждения, между полюсами котоI рой размещены заполненные жидким металлом камеры, к которым примыкают электроды и в которых расположены якори,связанные с поршнями теплового двигателя и образуювше вместе с электродами и участками камеры с жидким металлом первичную обмотку упомянутого трансформатора, отличающийся тем, что, с целью улучшения удельных массогабаритных показателей и повьвиения надежности , якори выполнены в виде дисков, установленных с-возможностью качания в плоскости, перпендикулярной их оси, а камеры, полюса магнитной системы и сердечники трансформатора выполнены в виде тел вра9 щения, соосных с якорем. (П W 00 СП W

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) >

3(59 Н

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3539998/24-07 (22) 18.01.83 (46) 15,02.84. Бюл. 9 б (72) Б.A.Âåðøoê (71) Опытно-конструкторское бюро

"Горизонт" (53) 621.313.17(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 535678, кл. H 02 К 35/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 752652, кл. H 02 К 35/00, 1975. (54)(57) ЭЛЕКТРОАГРЕГАТ, содержащий тепловой двигатель с поршнями, трансформатор с первичной и вторичной обмотками на сердечниках и генератор переменного тока, включающий неподвижную магнитную систему с элементами возбуждения, между полюсами кото|рой размещены заполненные жидким металлом камеры, к которым примыкают электроды и в которых расположены якори, ° связанные с поршнями теплового двигателя и образующие вместе с электродами и участками камеры с жидким металлом первичную обмотку упомянутого трансформатора, о т " л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения удельных массогабаритных показателей и повышения надежности, якори выполнены в виде дисков, установленных с"возможностью качания в плоскости, перпендикулярной их оси, а камеры, полюса магнитной системы и сердечники трансформатора выполнены в виде тел вра- I щения, соосных с якорем.

1073853

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для преобразования механической энергии первичного двигателя в электрическую, и предназначено для использования преимуцественно в автономных энергоустановках на транспортных объектах и в системах аварийного обеспечения электроэнергией.

Известен линейный генератор переменного тока содержаций неподвижную магнитную систему возбуждения и якорь из электропроводного материала, помеценный в герметическую камеру, заполненную жидким металлом, в которой жестко закреплены электроды для подключения к нагрузке, причем на концевых участках камеры установлены сильфоны, внутренние торцовые поверхности которых жестко связаны. с якорем, а наружные — с приводным механизмом. Данный генератор имеет эффективную систему охлаждения якоря и малое время выхода на режим 1).

Недостаткй генератора - низкий

КПД, связанный с существенными гидравлическими и электрическими потерями недостаточный ресурс работы, определяемый ресурсом сильфоНов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является электроагрегат, содержащий тепловой двигатель с поршнями, трансформатор с первичной и вторичной обмотками на сердечниках и генератор переменного тока, включающий неподвижную магиитную систему с элементами воз-. буждения, между полюсами которой размещены заполненные жидким металлом камеры, к которым примыкают элек троды и в которых расположены якори, связанные с поршнями теплового двигателя и образующие вместе с элект родами и участками камеры с жидким металлом первичную обмотку указанного трансформатора (2).

Генератор, имея суцественные преимущества перед дизель-генерато- . рами с вращаюцимся ротором, отличается недостаточно высокими массогабаритными показателями (ввиду линейного перемещения якоря его длина больше линейных размеров магнитопровода возбуждения вдоль направления движения якоря на величину хода, что обуславливает большую массу якоря } и недостаточно высокой надежностью (генератор содержит большое количество агрессивного жидкого металла, а создание надежных уплотнений на штоках представляет собой сложную задачу как и изготовление заполняемой жидким металлом прямоугольной камеры, размеры которой необходимо выдерживать с высокой ностью, чтобы сохранялся постоянным малый зазор между якорем и стен- ками камеры l.

Цель изобретения - улучшение удельных массагабаритных показателей и повышение .надежности генератора.

Цель достигается тем, что в электроагрегате, содержацем тепловой двигатель с поршнями, трансформатор с первичной и вторичной обмотками на сердечниках, и генератор переменного тока., включающий неподвижную магнитную систему с элементами возбуждения, между полюсами которой

10 жидким металлом образуют первичную обмотку трансформатора, имеюцего сердечник 10. Съем мощности произ45 .водится со вторичной обмотки 11. этого трансформатора. В генератор введена гидравлическая система, синхронизирующая движение якорей, расположенных на разных ветвях магнитной системы, и содержацая два

50 моментных гидроцилиндра 12, которые соединены один с другим гидравлически последовательно с помощью каналов 13. Валы 14 гидроцилиндров жестко связаны с поршнями 8 теплового роторного двигателя. Рабочими органами гидроцилиндров являются пластины 15, жестко укрепленные на валах 14.

Генератор работает следующим образом.

При запуске двигателя поршень 8, / совершая вращательное движение, сжимает воздух в полостях 16. После . впрыскивания топлива через форсунки размещены заполненные жидким металлом камеры, к которым примыкают электроды и в которых расположены якори, связанные с поршнями теплового двигателя и образующие вместе с электродами и участками камеры с жидким металлом первичную обмотку указанного трансформатора, якори выполнены в виде дисков, установленных с возможностью качания в плоскости, перпендикулярной их оси, а камеры полюса магнитной системы и сердечники трансформатора выполнены в виде тел вращения, соосных с, якорем.

25 На фиг. 1 показан генератор, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение A-A на фиг.. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1..

Электроагрегат содержит генератор

30 переменного тока, включающий неподвижную магнитную систему с элементами. возбуждения 1, между полюсами 2 которой размецены заполненные жидким металлом камеры 3, к которым примыкают электроды, выполненные в виде токопроводящего цилиндра.4, электропроводной шайбы 5и токопроводящего стержня б. В камерах 3 размещены якори, выполненные в виде дисков 7, 40 связанных с поршнями 8, теплового роториого двигателя 9. Якори 7 с электродами и участками камеры с

1073853

17 в этих полостях происходит воспламенение горючей смеси и поршень начинает вращаться в противоположную сторону и сжимает воздух в полостях 18. Затем в эти полости впрыскивается топливо и процесс повторяется ° Осуществляемое таким образом качательное (возвратно-вращательное) движение поршней 8 приводит к качательному движению валов

19 и насаженных на них якорей 7.

В якорях наводится переменная, радиально направленная ЭДС, которая, в свою очередь, вызывает переменный электрический ток в первичных обмотках трансформаторов. Электрическая мощность снимается со вторичных обмсрок трансформаторов. При качании поршней одновременно происходит также качание валов 14 гидроцилиндров

12 и связанных с ними пластин 15.

Ввиду. практической несжимаемости: жидкости гидравлически последовательная связь гидроцилиндров обеспе.чивает синхронизацию движения валов гидроцилиндров и поршней двигателя, относящихся к разным якорям и, следовательно, движения самих якорей.

Синхронизацию возможно также. осуществить механическим способом, например, с помощью шестеренчатого механизма. Если генератор работает на потребителя постоянного тока через выпрямитель, то система синхронизации оказывается ненужной.

В качестве. приводного двигателя можно также испольэовать тепловой двигатель с возвратно-поступательным движением поршней. В этом случае. валы .б должны быть связаны с поршнями двигателя через преобразователи возвратно-поступательного движения в качательное. В качестве последних можно использовать известные меха низмы, преобразующие линейное. движение в поворотное, например гидравлический преобразователь, состоящий иэ линейных и моментных гидроцилинд-" ров; реечно-зубчатую (реечно-шестеренчатую ) передачу; коромысловый механизм; передачу тодкатель"кулачок.

Генератор с качающимся якорем обладает следующими преимуществами по сравнению с известным. В генераторе

10 мощность генерируется во всем объеме якоря. Это позволяет обеспечить заметное уменьшение массы подвижных частей предложенного генератора, что вызывает при заданных парамет15 рах двигателя увеличение частоты м1/ 4м.Так как- мощность, генерируеМаа s якоре / ц> Sd ю де площадь сечения магнитопровода (перпендикулярно магнитному полю);

Ф- толщина якоря, то при заданных

N и д" уменьшение И приводит к пропорциональному уменьшению и,. следовательно, массы и габаритов магнитопровода, составляющего основную массу генератора. Так как магнитное поле трансформатора замкнуто внутри сердечника, то в трансформаторе отсутствует ярмо, что также уменьшает массу генератора. Налйчие торообразных замкнутых обмоток транс-:

30 форматора существенно уменьшает .его магнитное рассеяние. Резко уменьшается количество агрессивного жидкого металла, который находится толь- . ко в камерах и пространственно от35 делен от синкронизирующей жидкости, так что последняя может быть неэлект ропроводной. Появляется воэможность использования надежных уплотнений, предотвращающих протечку жидкого металла, что повышает надежность ге-. нератора. За счет замены заполненных жидким металлом прямоугольных камер на цилиндрические существенно упрощается технология их изготовления.

1073853

Заказ 375/52 Тираж 667

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подпи сн ое

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород; ул. Проектная, 4

Составитель С. Венгржановская

Редактор О. Колесникова Техред Л.Мартяшова КорректррА. Ференц