Униполярная машина

 

Союз Соеетскнк

Социаажтическик

Респубамы

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<и>864451. К АВТОРСКОМУ С ВТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 190779 (2f) 2804660/24-07

Р1)м. кл.

Н 02 К 31/04 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет1 осудаРстаеиина комитет

СССР ио дмам изобретений и открытий

Опубликовано 150981. Бюллетень ЙВ 34

Дата опубликования описания 150981 (5Ç) УДК 621. 313. 292 (088. 8) (72) Авторы (54) УНИПОЛЯРНАЯ МАШИНА

Изобретение относится к электротехнике, а именно к униполярным электрическим машинам с жидкометаллическим токосъемом, предназначенным для импульсного питания электромагнитов, соленоидов, индуктивных накопителей энергии и т.д.

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является униполярная машина, содержащая установленный на валу двухдисковый ротор с жидкометаллическими токосъемными устройствами на равных наружных диаметрах дисков, токопровод и статор (1) и (2)

Однако при работе этой машины в режиме генератора, особенно в колебательном режиме, жидкометаллические токосъемные устройства нуждаются вт надежной герметизации. Это вызвано тем, что в момент прохождения максимального тока, имеющего место при скорости ротора, близкой в О, соотношение между электромагнитными и центробежными силами наиболее неблагоприятно, так как отсутствует стабилизирующая роль центробежных сил, а неуравновешенные силы магнитного давления разрушают контакт и могут привести к утечке металла через уплотнительные устройства, что снижает надежность машины.

Целью изобретения .".вляется увеличение надежности машины путем сохранения устойчивого положения жидкого металла в токосъемных устрой-, ствах и увеличение предельного значения тока.

Указанная цель достигается тем, что диски ротора установлены через изоляционную прокладку рядом, токопровод на каждом диске ротора выполнен в виде стакана, соединенного с одной стороны с валом, изолирован.3 ным от ротора, а с другой стороны через жидкий металл с токопроводом статора, выполненным по форме идентично токопроводу ротора; статор снабжен кольцом с отверстиями, уста2О новленными так,что его плоскость симметрии совпадает с плоскостью симметрии ротора, а в центральной части периферии роторов выполнена кольцевая проточка, образующая с ука25 занным кольцом полость, заполненную жидким диэлектриком.

Кроме того, для уменьшения реакции якоря можно выполнить вал машины полым и установить в нем компенЗО сационную шину.

864451

Для увеличения быстроходности машины осуществляют клиновидное соединение стаканов с ротором. БЛагодаря выполнению стакана с торцовой поверхности, перфорированным и с выемками в цилиндрической части.

На фиг. 1 изображена униполярная машина в разрезе, общий вид; на фиг. 2 — ротор,вид сверху; на фиг.3изометрическая проекция стакана.

Униполярная машина состоит иэ магнитопровода статора 1 (верхний и нижний корпус) шины 2, соединенной через токосборник 3 .с электродом 4, верхней опоры 5, ротора б, верхней обмотки 7 возбуждения, кольца 8 с внутренними радиальными пазами для уменьшения потерь на размагничивание статора, трубки 9 для подачи жидкого металла, силового цилиндра 10, воспринимающего центробежное давление жидкого металла, нижней опоры 11, нижней обмотки 12 возбуждения, трубки 13 для подачи жидкого диэлектрика, компенсационной шины 14, плит 15, обеспечивающих неразъемность верхнего и нижнего корпусов статора 1, изолир.ющей прокладки 16 и полостей, заполненных жидким диэлектриком 17 и жид им металлом 18.Стакан 19(фиг.3) представляет собой циклически перфорированную коническую крышку с периФерийными 1>ебрами, эа счет выполне-. ния выемок на цилиндрической части стакана. Этими ребрами стакан 19 вставляется с торца ротора 6 в его ответные пазы типа ласточкин хвост (см. фиг. 2), причем торцовые секторные выступы на роторе б входят в соответствующие отверстия на конической крышке стакана 19.

Верхняя и нижняя сборки 6-19 вместе с прокладкой 16 насаживаются на вал

20 (см. фиг. 2), образуя узел ротора. Оба стакана 19 и вал 20 изолированы от ротора б. Токопровод (фиг.1) обозначен жирной черной линией . От шины 2 ток через токосборник 3 симметрично растекается сверху по элекгроду 4 к его цилиндрической части, где по жидкому металлу проходит в верхний стакан 19. Конический и цилиндрический участки электрода а и .цилиндрический и конический участки верхнего стакана 19 образуют верхнюю токовую петлю, внутри которой располо>кен жидкий металл. Через конические участки верхнего стакана 19 ток поступает на вал 20 проходит к нижнему стакану, аналогично образуя нижнюю токовую петлю, течет через нижний электрод к компенсационной шине 14 и по ней вверх, к выводной шине.

Униполярная машина работает следующим образом. ,После заполнения корпуса инертной .средой и раскрутки ротора 6 антипараллельно включаются обмотки возбуж5

10 !

20

55 дения 7 и 12, создающие магнитное поле В (см. фиг. 1 ), в результате чего в контуре ротора 19-20 наводится

ЭДС. По трубке 9 подается жидкий металл в полость 18, а по трубке 13 нагнетается жидкий диэлектрик в полость 17. Затем отключается привод и замыкается цепь нагрузки генератора, по которой начинает течь ток (фиг. 1). Вблизи жидкометаллических контактов конфигурация тока представляет собой петлю, внутри которой индуцируется сильное магнитное поле.

Магнитное давление этого поля стремится вытеснить жидкий металл из контактной зоны навстречу друг другу, однако замыканию металла препятствует жидкий диэлектрик. Таким образом, жидкий металл находится в своеобраз" ной магнитной ловушке и именно это позволяет пропустить через металл мегаамперный ток, что повышает также надежность машины.

Формула изобретения

1. Униполярная машина, содержащая установленный на валу двухдисковый ротор с жидкометаллическими токосьемными устройствами на равных наружных диаметрах дисков, токопровод и статор отличающаяся тем, что, с целью увеличения надежности, диски ротора установлены через изоляционную прокладку рядом, токопровод на каждом диске ротора выполнен в виде стакана, соединенного с одной стороны с валом, изолированным от ротора, а с другой стороны через жидкий металл с токопроводом статора, выполненным по форме идентично токопроводу ротора, а статор с жбжен кольцом с отверстиями, установленными так, что его плоскость симметрии совпадает с плоскостью симметрии ротора, а в центральной. части периферии роторов выполнена кольцевая проточка, образующая с указанным кольцом полость, заполненную жидким диэлектриком.

2. Машина по п, 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что вал машины выполнен полым и в нем установлена компенсационная шина.

3. Машина по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а.я с я тем, что стакан с торца выполнен перфорированным, а в цилиндрической части его выполнены выемки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бертинов A.È. и др. Униполярные электрические машины с жидкометаллическим токосъемом. M. — Ë., 1966, с. 33.

2. Авторское свидетельство СССР

)>661692, кл. Н 02 К 31/04, 1977.

864451

Составитель А. Трепутнева

Техред M. Табакович Корректор А, Ференц

Редактор П. Коссей

Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7823/80

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