Электромашинный агрегат
О П И - А Н И Е < и7487ОЗ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советскии
Социалистичаскии
Респубттик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.03.76(21) 2339088/2.ф 07 (5i)М. Кл.
Н 02 К 33./04 с присоединением заявки М
Гиеудирстиеииый комитет
СССР (23) Приоритет (53) ДК 62 .3>3 ., .291.047
{088.8 ) Ilo делам нзвбретеннй н еткрытнй
Опубликовано 15.07.80. Бюллетень ¹ 26
Дата опубликования описания 17.07,80 (72) Автор . изобретения
B. C. Гудков (7I) Заявитель (54) ЗЛЕКТРОМАШИННЫЙ АГРЕГАТ
Изобретение относится к электрическим машинам постоянного тока, а именно к униполярным машинам постоянного то-. ка, предназначенным для работы в установках с большими токами и низкими
5 напряжениями и может быть использовано прн работе генератором в качестве источников питания электромагнитных кондукционных насосов, электромагнитов ускорителей при создании сильных магни-.
10 тных полей, для электролиэных установок. При работе двигателем агрегат может быть использован для гидравлических насосов при перекачивании жидких
M8TGGJIOB И теде 15
Известна униполярная машина постоянного тока, содержащая статор с обмоткой возбуждения, ротор и жидкометаллические токосъемники (11.
?О
Недостаток этого устройства — плохая герметизация токосъемника, и повышенная опасность работы с токсичными жидкометаллическими наполнителями.
Г1звестен также электромашинный агрвгат, содер,кащий униполярную машину постоянного тока и электромагнитную муфгу скольжения с общим ротором, снабженным полюсной системой и общим статором с магнитопроводом с выступами, кольцевой >клдкометаллический токосъемник, укрепленный на поверхности выступа магнитопровода, обращенный к полюсной системе ротора, и изолированный от укаэанной поверхности, обмотку возбуждения и якорь с токоподводами (2j.
Размещение ротора агрегата в резервуаре с жидким металлом усложняет герметизацию, увеличивает опасность обслуживания из-за возмо>кного нарушения герметизации; увеличивает объем токосъемника.
Цель изобретения — повышение безопасности обслуживания и уменьшейие габаритов токосъемника..
Для реализации поставленной цели ротор размещен вне полости токосъемника, снабжен дополнительной полюсной системой чередующейся полярности, ана3 74870 логичной основной, магнитопровод выполнен из двух симметричных относительно поперечной оси агрегата половин, между которыми установлена изоляционная прокладка, обмотка возбуждения помещена на роторе между полюсными системами а торцовые части токосъемника и выступов, обращенные к обмотке возбуждения, электрически соединены между собой
I а противоположные торцовые поверхности 10 токосьемника и выступа магнитопровода соединены с токоподводами якоря.
На чертеже схематически изображен агрегат, продольное сечение;
Агрегат содержит магнитопровод ста- 15 тора, составленный из двух симметричных половин 1 и 2, изолированных друг относительно от друга изоляционной прокладкой или покрытием 3. Ротор имеет две симметричные полосные системы 4, . 20 жестко укрепленные на магнитопроводящем цилиндре 5, который в свою очередь укреплен на валу 6, установленном в подшипниках 7. На роторе помещены кольцевые обмотки 8 возбуждения. Пи- 25 тание к обмоткам возбуждения так же как и к полюсным обмоткам 9, уложенным в пазах цилиндрических полюсов ротора, подводится от йсточника постоянного тока, через щетки 10 и контактные кольца 30
11. Полюсные обмотки 9 уложены в пазы цилиндрических полюсов ротора так, что цри их питании постоянным током образуется целое число пар полюсов чередуюшейся полярности. 35
Жидкометаллические кольцевые токосъемники 12 укреплены на выступах 1-3 статора, Токосъемник 12 образуется цилиндрическими поверхностями выступов
13 статора, покрытыми тонким слоем изоляции и внутренними тонкими цилиндрами из не)магнитного, предпочч ительно изолирующего материала. С внутренних (по отношению к цилиндрическим выступам 13, 45 статора) торцов токосъемники 12 герме- тически уплотняются токоподводящими кольцами 14. Кольца 14 соединяют электрически жидкий металл (или другую электропроводящую жидкость) с цилиндри<0 ческими выступами 13 статора. С наружных торцов полости уплотняются электропроводящцми кольцами 15, которые обеспечивают контакт с жидким металлом, осуществляя от него токоотвод. Эти кольца
55 так же укрепчены на выступах 13 статора, но изолированы от йих.
Вторыл1 токоотводом являются кольца
16 щш сами выступы 13 статора. Между
3 4. кольцами 15 и 16 образуется замкнутый путь тока, состоящий из активного участка (участка, в котором индуктируется
ЭДС) и пассивного участка (в котором
ЭДС почти не индуктируется), Активными участками являются проводящие цилиндры статорных выступов 13. Пассивными участками являются жидкий .металл и, если предусмотрен, ферромагнитный цилиндр в него погруженный. Активный и пассивный участки образуют компенсированную цепь якоря, Токи по ним проходящие, всегда равны и встречны по направлению.
Машина может иметь смешанное возбуждение, в этом случае на ее статоре устанавливается кольцевая последовательная обмотка 17. Для получения повьпиенного напряжения на зажимах машины целесообразно якорные обмотки двух статорных выступов 1 соединить последовательно. При вращении ротора агрегата и возбуждении его полюсной системы вместе с ротором, который выступает как индуктор муфты скольжения будет вращаться с некоторым скольжением жидкий металл и (если предусмотрен) ферромаг-. нитный цилиндр в токосъемнике. Вместе с рогором вращается и магнитный поток, создаваемый кольцевой обмоткой возбуждения. Этот ноток, пересекая сталь магии топровода статора, индуктирует в цилиндрах выступов 1 3 ЭДС.
N e кду кольцами 15 и 16 получена разность потенциалов, определяемая этой
ЭДС. Если подключить к агрегату нагрузку, то по .активным и пассивным участкам токопровода потекут токи нагрузки.
При этом с ростом нагрузки величина напряжения на зажимах машины без последовательной обмотки 17 уменьшается под влиянием падения напряжения в ее внутреннемсоцротивлении и в результате увеличения скольжения металла в токосъемнике 12 относительно частоты вращения ротора. При смешанном возбуждении и согласном включении обмоток (параллельной и последовательной) снижение напряжения может быть компенсировано ввиду увеличения суммарной МДС машины за счет МДС последовательной обмотки. При этом следует заметить, что поскольку последовательная обмотка размещена на статаре и неподвижна, создаваемый ею магнитный поток не увеличит ЭДС активной части пути тока (в статорных выступах 13,но индуктирует ЭДС в жидком металле и в ферромагнитном цилинд5 7 4870 ре (если он предусмотрен). Эта дополнительная ЭДС, совпадая по направлению в контуре тока с основной ЭДС, и обес-, печит компенсацию падения напряжения.
Работа агрегата двигателем. При питании постоянным током якорной цепи машины и цепи возбуждения, возникает момент вращения жидкого металла. Последний, придя во вращение, увлечет за собой электромагнитно связанный с ним 10 ротор. Магнитный поток возбуждения индукгирует в цепи якоря против ЭДС.
Изменяй возбуждение или напряжение на якоре можно регулировать частоту вращения двигателя.. 15
Технико-экономический эффект, получаемый в предлагаемом варианте исполнения униполярной машины, определяется возможностью получить напряжение на зажимах якорной цепи, вращающаяся часть которой полностью герметизирована. Проблемы герметизации подшипников не возникает, исключены .утечки жидкого металла. Конструктивное исполнение униполярной машины с жидкометаллическим наполнением существенно упрощается. Могут быть снижены также и потери на. трение в жидком металле.
Указанные мероприятия повышают безопасность обслуживания агрегата. :- 30
Формула .изобретения
Электромашинный агрегат, содержащий униполярную машину постоянного тока и!
3 6 муфгу скольжения с общим ротором, снабженным полюсной системой и общим статором с магнитопроводом с выступами, кольцевой жидкометаллический токосьемник, укрепленный на поверхрюсти выступа магиитопровада, обращенный к полюсной системе ротора, и изолированный от указанной, поверхности, обмотку возбуждения и якорь с токоподводами, о т -. л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения безопасности обслуживания и уменьшения габаритов токосъемника, ротор размещен вне полости токосьемника, снабжен дополнительной полюсной системой чередующейся полярности, аналогичной основной, магнитопровод выполнен из двух симметричных относительно поперечной оси агрегата половин, между которыми установлена изоляционная прокладка, обмотка возбуждения помещена на роторе между полюсными системами, торцовые части токосъемника и выступов, обращенные к обмотке возбуждения, электрически соединены между собой, а противоположные торцовые поверхности токосьемника и выступов магнитопровода соединены с токоподводами якоря.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Бердников А. И. и др. Униполярные электрические машины, М.-Л., Энергия, 1966, с. 105-113. .2. Авторокое свидетельство СССР
% 418940; кл. Н 02 К 31/04, 1971.
748703
Составитель В. Никаноров
Редактор С. Патрушева Техреду. Кастелевич Корректор М. Шароши
Закат 4380/18 Тираж 7 83 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений н открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патеит", и. Уха орое, тл. Проектиаи, 4
