Электромашинный агрегат

(19) .(1 38 ЕНИ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ металлом и образованной герметизирующими элементами в виде дисков, размещенных с торцов якорей, и токопроводом, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности, а также уменьшения массо- габаритных 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 немагнитного материала, размещенного п оси агрегата, соединенного с торцовыми дисками, выполненными из электропровод- ного немагнитного материала, жестко скрепленными с изоляционным цилиндром, а ведомый ротор выполнен в виде полого цилиндра размещенного в расточке статора двигателя. иэ о ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБ(71) Ленинградский ордена Ленина институтинженеров железнодорожного транспортаим. акад. В. Н. Образцова(54) (57) ЭЛЕКТРОМАШИННЫй АГРЕГАТ, состоящий из двух униполярных машинвключенных по системе генератор-двигатель,с ведомым ротором муфты на выходномвалу, содержащий м а гнитопровод с обмоткой возбуждения и якори, размещенныев герметичной камере, заполненной жидким 51) Н 02 К 51 00 Н 02 К 31064386 Внутри магнитопровода 11 размещенакольцевая 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.30В немагнитном зазоре двигательной части агрегата (пространство между магнитопроводом 11 и изоляциойным цилиндром 2 герметичной камеры) размещен полый цилиндр 14, выполненный из немагнитного электропроводяшего материала и связанный;: с выходным валом 15, установленным наподшипниковых 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 зове 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 55 обмоткой 13. Взаимодействие вращающе осяякоря 4 с постоянной составляющей магнитного поля возбуждения приводит к появлению постоянной по величине ЭДС, под дейИзобретение относится к электрическиммашинам,а именно к униполярным машинампостоянного тока с жидкометаллическимконтактом, и может быть использовано вкачестве электропривода .в различных областях народного хозяйства.Известен электромашинный агрегат, содержащий униполярную машину постоянного тока и иядукторную муфты с общиминдуктором, выполненным в виде чередую-щихся ферромагнитных и немагнитных элементов и общим статором, несущим кольцевую обмотку возбуждения. Йндуктор размещен в неподвижной герметичной камерес жидким металлом 11),Известен также электромеханическийагрегат с входным и выходным валами, состоящий из двух униполярных машин, включенных по системе генератор-двигатель иведомый ротор муфты на выходном валу,содержащий общий магнитопровод с обмотками возбуждения и два якоря, которыеразмещены концентрично расточке магнитопровода и погружены в полости с жидкимметаллом 12.Известная система генератор-двигательв униполя рвом исполнении нуждается вдополнительном приводе для вращения ротора генераторной части электромеханического агрегата. Это обстоятельство снижаетэффективность работы агрегата и ограничивает область практического использованиявследствие того, что уменьшается КПД,снижается надежность, ухудшаются массо-габариФные показатели.Цель изобретения - повышение КПДи надежности, а также уменьшение массо.габаритных показателей.Для достижения поставленной цели вагрегате, состоящем из двух униполярныхмашин с ведомым ротором муфты на выходяом валу, включенных по системе генератор-двигатель, н содержащем общий магнитопровод с обмотками возбуждения и якори,размещенные в образованной герметичнойкамере, заполненной жидким металлом и,образованной герметизирующими элемента-ми в виде дисков, размещеяных с торцовякорей, и токопроводом, на магнитопроводе:со стороны генератора установлена обмотка.,яеременного тбка, якори выполнены в видечередующихся электропроводящих ферро;магнитных и немагнитных электропроводящих элемеятов, на торцах якоря генератораустановлены немагнитные электропроводныекороткозамыкающие кольца, в расточкестатора размещен изоляционный цилиндр,токопровод выполнен в виде стержня изйемагнитвого материала, размещенного пооси агрегата, соединенного с торцовымидисками, выполненными из электропроводвого вемагнитного материала, жестко скреп- .ленными с изоляционным цилиядром, а ведо мый ротор выполнен в виде полого цилиндра;: пазмешенн 0 го в расточке статора двигателяНа фнг. 1 представлен электромашинвыйагрегат, общий вид, продольный разрез;на фнг, 2 - то же, поперечное сечение.Электромашннный агрегат имеет герметичную камеру, образованную токопроводоми изоляционным цилиндром 2, в которой размещены подшипники 3, на которыеустановлены якори генераторной 4 и двигательной 5 частей агрегата, состояшйе изчередующихся электропроводяших ферроО магнитных 6 и немагнитных 7 элементов,и заполненную жидким металлом 8, например ртутью, обеспечивающим электрическийконтакт между торцовыми частями токопроводаи якорями 4 и 5. Торцовые частиякоря 4 имеют короткозамыкающие кольца 9выполненные из материала высакой электропроводности, . например меди, которыеобразуют с немагнитными электропроводящими элементами 7 якоря обмотку типакбеличья клетка. Наружные торцовые частитокопровода изолированы изоляционнымипрокладкамиО,64386 А-А 2 о 7 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 - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 410 с 1 вием которой в электрической цепи: токо- провод 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 4агрегат 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 базо. вого объекта составляет 0,8847, а предлагаемого устройства 0,9216. Увеличение КПД предлагаемого устрой . 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 исключе ния ротора геиератарной части агрегата,а также исключением неподвижной перегородки между якорями, что уменьшает гидродинамические потери трения и площадь контактного сопротивления иа границе твер-20дый - жидкий металл и исключением из электрической цепи якорей высокоомных материалов.