Центробежное коммутационное устройство

 

ОП ИСАНЙЙ

Савз Советских

Сеецмалмстических

Республик

Oi) 612288

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТееЛЬСТВУ (61) Дополиительиое к авт. сеид-ву (Щ Заявлено 21.06.76 (21) 2374382124-07 е присоединением заявки J42 (бе) И. Кл.

Н 01 Н 29/26 (28) Приоритет

Государственный номнтет

Совета Мнннотроа СССР оо деиам нзобретеннй н открытой (Щ Опублнковаио25.06.78.оюллетеиь Ю 23 (53) ДК 621.316-..56 (088.8) (46) Дата Опубликования описания 3.06. 8 (72} Автор изобретеиив

В. Н. Калугин (71) Заявитель

Московский ордена Ленина авяационвый институт им. Серго Орджоникядэе (54) UEHTPOBEKHOE КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к снльноточной ком=. мутацнонной аппаратуре н может быть использовано для коммутации больших токов в мектроснстеме, электрооборудование которой работает прн высокой окружающей температуре вплоть до 500 C н прн любом положении в пространстве, а также прн отсутствии силы тяжести.

Известны жндкометаллнческне коммутацнонные устройства, s которых жидкий металл замыкает нлн размыкает электроды за счет N своего перемещения под действием электромагнитных снл, в частности снл, возникающнх в жидком металле под действием бегущего нлн вращающегося магнитного поля (1).

Это устройство работает в любом положеннн прн отсутствии силы тяжести, однако в нем постоянно должны быть включены оба нндуктора. Коммутация цепи пронсходнт между твердыми электродами н жидкостью, что приводнт к подгоранню. твердых электродов н сокращению срока службы юммутатора. 20

Известно центробежное коммутационное устройство (ЦКУ), содержащее цнлнндрнческнй трехфазный вндуктор, в пазах статора которого расположена обмотка, два твердометал-. лнческнх кольцевых электрода, расположенных 2а торцами друг к другу, наружный нэоляцнонный цилиндр с одним внутренннм выступом и токопроводящнми кольцами по бокам выступа, внутренннй изоляционный цилиндр, расположенный коакснально с наружным цнляндром н обраэующнй совместно с ннм н торцамн электродов кольцевой канал, заполненный частично жидким металлом (2).

Размыканне электрической цепи в этом устройстве происходит за счет увеличения скоросты вращення жидкого металла, что обеспечнвается лнбо нэмененнем синхронной скорости вращення полн, лнбо путем увеличения напря1кения питания трехфазной обмоткн. Под действнем возпосшей центробежной силы часть металла будет-вытеснена нэ канала через патрубки торцовых электродов в соответствующие, емкости, например снльфоны, внутренний выступ наружного цилиндра оголится н пронэойдет разрыв цепи.

Недостатком устройства является необходямость выполнения снстемы пневмокомпенсацнн объема жидкого металла, например в анде сяльфонов, сообщающихся с кольцевым каналом ЦКУ.

Кроме того, для осуществлення раэмыкаттня силовой цепи путем увеличения скорости вращения жидкого металла и вытеснения его в упругие снльфоны требуется увеличение мощности управления по сравнений с мощностью, . потребляемой ЦКУ в замкнутом положении.

Цель изобретения-снижени мощности управления коммутационным устройством с одновременным упрощением конструкции.

Это достигается тем, что пазы статора трехфазного индуктора выполнены с симметричным V-образным скосом относительно середи к индуктора.

На фиг. 1 изображено центробежное коммутационное устройство; на, фиг. 2 — 3 — показано положение жидкого металла в зависимости от направления ар щения магнитного поли., Устройство состоит-йз цилиндрического щихтованного статора.-1; в пазах которого уложена трехфазная обмотка 2, наружной иэоляционюй (керамической) оболочки 3 с прямоугольным выступом в середине, двух торцовых кольцевых медных электродов 4 и 5, цилиндрнчесюго осевого электрода 6 с изоляционной (керамической) оболочкой 7. По бокам прямоугольного выступа имеются два токопроводящнх кольца 8, установленных для ослабления вреди@го действия поперечного .краевого эффекта; Корпус 9 ЦКУ- выполнен оребренным для улучшения теплоотдэчи.

Пазы статора 1 индуктора выполнены с симметричным V-образным скосом 10 относи тельно середины индуктора. Величина скоса пазов зависит от размера зубцового деления и в общем случае может составлять два — трн эубцовых деления.

Работает ЦКУ следующим образом.

Жидкий металл", частично заполняющий юльцевую полость ЦКУ и постоянно в ней находящийся, занимает различное положение в зависимости от направления вращения магнитного полн. Свободный от жидкого металла объем кольцевой полости заполнен инертныМ газом.

Если магнитное иоле вращается в сторону, в которую направлено острие У-образного скоса (см. фиг. 2), то ЦКУ разомкнуто. Объясняется это тем, что возникающие в жидком металле осевые электромагнитные силы за счет скоса пазов направлены, в стороны торцовых электродов и оттесняют к ним жидкий металл.

Если магнитное поле. вращается в противоположную сторону (см. фиг. Э), то ЦКУ замкнут. Осевые электромагнитные силы направлены в сторону центрального -выступа, жидкий металл натекает на выступ, и цепь замыкается

Таким образом, коммутация силово1(цепи ЦКУ осуществляется изменением направления вращения магнитного полн трехфазного индуктора с практически постоянным потреблением мощности в цепи управления ЦКУ в замкнутом н разомкнутом положениях.

Переходный процесс, начинающийся с переключения двух фаэ обмотки статора ЦКУ н включающий в себя время интенсивного торможения вращающегося жидкого металла (режим электромагнитного тормоза) до его полной остановки и время раскручивания металла в противоположную сторону, не может быть длительным, так как в качестве рабочего тела используется легкие щелочные металлы типа Иа, К н их сплавы.

Если предложенное коммутационное устройство испольэовать для работы в стационарных условиях и установить его в вертикальном положении, то размыкание цепи можно осу.ществлять и без затраты энергии в цепи угравлення — жидкий металл сливается к сдному из электродов и получается коитактор с замыкающими контактами. Если контактор установить в горизонтальное положение, то получается устройство с раэмыкающими контак25 та ми.

Формула изобретения

Центробежное коммутационное устройстве, З@ содержащее цилиндрический трехфазный шдуктор, в пазах статора которого расположе,на обмотка, два твердометаллических юльцевых элек"грода, расположенных торцамн друг к .другу, наружный изоляционный. цилиндр с

Э5 одним внутренним выступом и токопроводящями кольцами по бокам выступа, виутреяняй изоляционный цилиндр, расположенный коаксиально с наружным цилиндром и образующий совместно с ним и торцами электродов кольце.

Ной канал, заполненный частично жидким меЕ талом, отлича Чееся тем, что4 с це ью снижения мощности управления коммутационным устройством и упрощения конструкции, пазы с атора индуктора . выполнены с симметричным V-образным скосом огносительно середины нндуктора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

l. Авторское свидетельство СССР № 384153, кн. Н 01 Н 29/26, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР ¹ 546954, -"@ И 01 Н 29Р6, 1975.

Редактор Н. Разумова

Заказ 3469/46 а иаЯ

Составитель Н. Глеялер

Теехред Q. Луговая Корректор A. Лакила

Тирам 950 Подписное

0НИИПИ Государствеяяого комитета Совета Министров CCCl яо делам изобретений я открытий

l l 3035, Москва, Ж-35, Рауиккая на6. д. 4/5

Фнляал ППП «Патент», г. Уянород, ул. Проектная. 4