Униполярная машина

О П И С А Н И Е 188561ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических респурликЗависимое от авт, свидетельстваЗаявлено 06,11,1965 ( 944983/24-7) л, 21 дт присоединением заявкириоритетпубликовано 01,Х 1,1966. Бюллет МПК Н 021 сУДК 621,313,291.04 Комитет по делам обретений и открытийь 22 аучно-исследовательский электротехнический институт витель НИПОЛЯРНАЯ МАШИНА Известны униполярные машины с ионным токосъемом между вращающимся диском-анодом и жидкометаллическим катодом. Однако в них не обеспечена стабильность сопротивления контакта, что отрицательно сказывается на работе машины.В предлагаемой униполярной машине с ионным токосъемом, с целью повышения надежности, указанный жидком еталлический катод выполнен неподвижным и помещен в 1 О кольцевую ванну. С целью обеспечения работы машины в горизонтальном исполнении, кольцевая ванна может быть отделена от вращающегося диска перегородкой из мелкопорнстого материала.15На фиг. 1 и 2 даны в продольном разрезе варианты выполнения описываемой машины - в вертикальном и горизонтальном исполнении.Токосъем с периферии диска 1 (фиг. 1) осуществляется с помощью дугового разряда с 20 жидкометаллического катода (ртуть, щелочные металлы), Катодом служит кольцевая ванна 2 с жидким металлом, анодом - периферийная часть вращающегося диска.Для первоначального возбуждения катод- ного пятна может служить один из широко известных способов зажигания. Наиболее целесообразным является расположение одного или нескольких полупроводниковых зажигателей по окружности ванны. Применение под жигателя особенно удобно при использовании униполярной машины в режиме выдачи однократного импульса. В этом случае поджигатель позволяет устранить сильноточнуюкоммутирующую аппаратуру.Применение жидкометаллического катода с возбуждаемым извне катодным пятном позволяет получить высокие плотности тока в контакте.Токосъем с внутренней части диска 1 ос ществляется через вал 3, погруженный в ва ну с жидким металлом 4, Относительно н большие окружные скорости на диаметре кон ца вала позволяют применить этот обычный способ жидкостного токосъема. Во внутренней полости машины создается необходимый вакуум (порядка 10 т+ 10 з лтм рт. ст.).Величина расстояния между жидким катодом и диском-анодом не играет для токопрохождения существенной роли, так как падение напряжения на этом промежутке опреде. ляется в основном катодным и анодным падением и почти не зависит от расстояния. В связи с тем, что основную долю падения напряжения в контакте составляет катодное, катодный стакан легко охладить какой-либо жидкостью. Для снижения величины падения напряжения в контакте можно в качестве катода использовать смесь ртути и щелочных металлов.Работает описываемая униполярная машина следующим образом. После приведения диска во вращение и возбуждешгя магнитного поля униполярная машина готова к работ.=, Достаточно в любой момент ьремени подать на поджигатель б импульс напряжения от постороннего источника, как возникшая мегкду диском ротора и ванной с жидким металлом дуга замкнет цепь через нагрузку, присоединенную к контактам б и 7.Импульсный режим работы уннполярной машины протекает аналогично; на униполярную машину подается напряжение, при наличии магнитного поля зажигается катодное пятно посредством вспомогательного поджигателя, двигатель машины начинает набирать обороты. При этом из сети потребляется мощность, соответствующая потерям холостого хода машины, После того, как скорость вращения достигнет нужного значения, внешний источник питания отключается, дуга в контакте гаснет, подключается нагрузка, а полярность обмотки возбуждения меняется на противоположную. Затем подается импульс напряжения на зажигатель. Зто осуществляется при значительной кинетической энергии и значительной э. д. с. При зажигании катод- ного пятна зажигание дуги происходит меньше, чем за 3 - 5 лк. сек., что обеспечивает высокую крутизну нарастания напряжения униполярной машины,Показанная на фиг. 1 униполярная машина выполнена с вертикальным валом. На фиг, 2 показана конструкция машины, которая может раоотать в любом положении, в том числе и горизонтальном.Катод в машине с горизонтальным исполнением представляет собой мелкопористый, смачиваемый жидким металлом материал. Стенки из этого материала непосредственно примыкают к ванне с жидким металлом и за счет капиллярных сил жидкий металл заполняет поры стенок, При достаточно мелких порах (не более 0,1 млс) пористый материал сохраняет все свойства твердой стенки, поэтому закрытая им ванна представляет собой объем, из которого жидкий металл не вытекает, При подаче на полупроводниковый поджигатель б, упирающийся острием в пористую перегородку 8, импульса напряжения от постороннего источника возникает маленькая дуга, появляется катодное пятно, от которого развивается разряд на часть или на весь диск-ротор машины.Пористым материалом, применяемым в качестве катода, могут служить полученные методом порошковой металлургии вольфрам, никель, молибден.Испарившийся с катода жидкий металлконденсируется на холодных металлических поверхностях магнитопровода 9 и стекает в нижнюю часть пористого катода, который его впитывает.г 5 Предмет изобретения1. Униполярная машина с ионным токосъемом между вращающимся диском-анодом и жидкометаллическим катодом, отличаюсиаяся тем, что, с целью повышения надежности, 0 указанный жидкометаллический катод выполнен неподвижным и помещен в кольцевую ванну.2. Машина по п. 1, отличаюисаяся тем, что,с целью обеспечения работы машины в горизонтальном исполнении, кольцевая ванна отделена от вращающегося диска-анода перегородкой из мелкопористого материала.Приоритет исчислять со дня подачи заявки879890/24-7 тех же авторов - 3 февраля 40 1964 г.пография, пр. Сапунов Заказ 1360/2 Тираж 535ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при СМосква, Центр, пр. Серова, д. 4 Подписно ете Министров СССР