Униполярная трансмиссия

(54) УНИПО (57) Изобр машиностро повышение и повышени РНАЯ ТРАНСМИССИЯ ся к электробретения -конструкцииВ трансмиссии тение относи нию. Цель из с Ж упрощениеадежности,тить конструкцию. 1 ил,У 3 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМф 363113, кл. Н 02 К 51/00, 1971.Авторское свидетельство СССРУ 554770, кл. Н 02 К 51/00, 1976.Авторское свидетельство СССРУ 458932, кл. Н 02 К 51/00, 1973. магнитопровод генератора выполненв виде двух частей, одна из которыхкомпенсационными обмотками 5 соединена с входным валом 13 и магнитопроводом двигателя, образуя корпус 7.На корпусе 7 выполнены ребра, служащие центростремительным насосом. Другая часть магнитопровода генераторас обмоткой 26 установлена концентрично с зазором внутри первой части ижестко соединена через изоляционнуюпрокладку с якорем генератора 1.Отсутствие входного редуктора, уменьшенное количество токосъемных контактных пар, использование наружной поверхности кожуха в качестве центробежного насоса для интенсивного охлаждения трансмиссии позволяет упрИзобретение относится к электро- приводу, представляющему собой систе" му генератор-двигатель на базе униполярных электрических машин, обеспечи 5 вающих бесступенчатое регулирование скорости вращения выходного вала.Цель изобретения - повьппение КПД улучшение массогабаритных параметров, повышение надежности и упрощение кон струкции.Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемой трансмиссии содержащей якори и магнитопроводы с компенсационными обмотками, центро- стремительный насос, входной и выходной валы, общий для обеих машин корпус, который, осуществляя функции общего магнитопровода, выполнен с охлаждающими ребрами и возможностью вращения непосредственно от входного вала, при этом он жестко связан с магнитопроводом двигателя, а с магнитопроводом генератора - через воздушный зазор причем заборными элемента25 ми центростремительного насоса снабжен только якорь генератора, который жестко связан через изоляционную прокладку с неподвижной частью магнитопровода генератора.На чертеже изображена предлагаемая ЗО трансмиссия, содержащая две униполярные машины с жидкометаллическим токосъемом, разрез.Якорь 1 генератора сочленен через изолирующую прокладку 2 с магнитопро водом 3, опирающимся на неподвижную стойку 4. Компенсационные обмотки 5 и Ь генератора и двигателя соответственно, представляющие собой полые ферромагнитные цилиндры, установлены 40 в полости вращающегося корпусаКорпус является частью магнитопроводов 8 и 3 двигателя и генератора соответственно.Наружная поверхность корпуса 7 45 имеет продольные ребра 9, закрытые тонкостенной оболочкой, и выполняет Функцию центробежного воздушного насоса, что способствует интенсивному охлаждению элементов трансмиссии.Магнитные потоки генератора и двигателя обозначены соответственно ф и ф на чертеже пунктиром.Якорь 1 О двигателя через изолирующую прокладку 11 приводит во вращение выходной вал 12. Вращение магнитопровода 8, который жестко связан с корпусом трансмиссии, осуществляется посредством входного вала 13, опирающегося через подшипник на неподвижнуюстойку 14.Предлагаемая трансмиссия позволя;ет осуществить непосредственное еесочленение с маховиком первичноготеплового двигателя беэ соединительной муфты. При этом надобность в элементах 13 и 14 отпадает,На торцах якоря 1 генератора установлены внутренние контактные кольца 15 и 16, которые с помощью жидкого металла контактируют с наружным контактным кольцом 17 компенсационной обмотки 5 и наружным охватывающимкольцом 18 якоря двигателя 10. Внут" реннее контактное кольцо 19 якоря двигателя 10 также с помощью жидкого металла контактирует с наружным крнтактным кольцом 20 компенсационной обмотки 6 двигателя. Компенсационные обмотки 5 и 6 сочленены друг с другом соединительным кольцом 21.В результате вращения корпуса 7 жидкий металл, залитый в машинупод действием центробежных сил заполняет зазоры между элементами 15, 17 и 19, 20Для подачи жидкого металла в контактной паре колец 16 и 18 на неподвижном контактном кольце 15 якоря 1 установлены заборные элементы 22, выполненные в виде изогнутых трубок. При этом входное отверстие заборного элемента направлено навстречу вектору окружной скорости корпуса 7Поддействием динамического напора жидкийметалл через канал 23 попадает в полость между элементами 16 и 17. Уровень жидкости в этой полости поддер живается постоянным и с помощью канала 24 при вращении якоря двигателя 10, С помощью каналов 23 - 25 осуществляется циркуляция жидкого металлавнутри трансмиссии. При этом жидкий металл выполняет две функции: токо" съема и теплоносителя.Внутри магнитопровода 2 расположена обмотка 26 возбуждения генератора, Магнитный поток ф двигателя соэдается с помощью обмотки 27 возбуждения, установленной в магнитопроводе 8. Вал двигателя вращается в подшипниках 28 - 30. Вращающийся корпустрансмиссии опирается на подшипник 31.При неподвижном выходном валу 12и, следовательно, неподвижном якоре1 О двигателя в двух контактных парах19, 20 и 15, 17 вращаются наружныеЗаказ 4695/56 Тираж 665 Подписное ВНИИПИ Государственого комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4 3 14241кольца 17 и 20. Поэтому вся длинаокружности контактных пар заполненажидким металлом, В третьей контактнойпаре 16 и 18 в процессе пуска надеж-ный контакт достигается за счет при 5менения струйного контакта, создаваемого несколькими заборными элементами 22, расположенными на окружности внутреннего контакта 15,1 ОПо мере разгона якоря 10 двигателя жидкий металл заполняет, всю контактирующую поверхность пары 16 и 18и через канал 24 осуществляется .циркуляция металла во внутренней полости 1 Втрансмиссии,Гидравлические потери в жидкомеоталлическом токосъеме пропорциональны третьей степени относительной, скорости вращения контактных колец, аэлектрические потери мало зависят оттого, вращается ли только наружноекольцо контактного или оба одновременно. Неудовлетворительная работажидкометаллического токосъема воэникает лишь при вращении одного внутреннего контактного кольца, когданаружный элемент токосъема остаетсянеподвижным.В предлагаемой униполярной трансмиссии благодаря отсутствию входногоредуктора снижаются механические потери, шумность привода, а такжестоимость изготовления и эксплуатации. Гидравлические потери в контактном аппарате предлагаемой системыгенератор - двигатель ниже, чем у 044прототипа, поскольку количество контактньж пар у предлагаемой трансмиссии три, вместо четырех у прототипа, а относительные скорости вращения элементов контактного аппарата между собой в обоих случаях одинаковы. формула изобретенияУниполярная трансмиссия, выполненная в виде униполярного двигателя н униполярного генератора с жидкометаллическими токосъемниками с контактными кольцами, содержащая якорь и магнитопроводы с компенсационными обмотками, центростремительный насос сзаборными элементами в генераторнойчасти, входной и выходной валы, корпус, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью улучшения массогабаритных показателей, повышения КПД, упрощения конструкции и повышения надежности, магнитопровод генератора выполнен в виде двух частей, одна иэкоторых с компенсационными обмоткамисоединена с входным валом и магнитопроводом двигателя, образуя корпус,снабженный продольными охлаждающимиребрами, заборные элементы, служащиецентростремительным насосом, установлены на неподвижном кольце якоря ге"нератора, а другая часть магвитопровода генератора с обмоткой установле"на концентрично с зазором внутрипервой части и жестко соединена через изоляционную прокладку с якоремгенератора.