Преобразователь переменного тока в постоянный

ьсесоазналпатентна-техническаяОП ИИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51).Д. Кл,2Н 02 К 47/02 Н 02 К 33/04 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Северо-Западный заочный политехнический институт 154) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЙИзобретение относится к области специального электромашиностроения и может быть использовано при производстве преобразователей переменного тока в постоянный, работающих в режиме больших токов (до десятков тысяч ампер 1Известен преобр,".эователь пер менного тока в постоянный, состоящий из асинхронного двигателя и униполярного генератора с общим жидкометаллическим ротором 1 .Возбуждение униполярного генератора осуществляется посредством обмотки переменного тока, расположенной 5 на статоре и одновременно создающей необходимое для работы преобразователя вращающееся магнитное поле. При этом обмотка возбуждения постоянного тока на внутреннем сердечнике отсутству ет, а катушки обмотки статора подключены к питающей сети через вентили по определенной схеме, позволяющей выделять постоянную составляющую тока для возбуждения униполярного25 генератора.Однако такое возбуждение является неэкономичным, так как из сети переменного тока через статор, кроме переменного намагничивающего тока,связанного с созданием вращающегосяполя, потребляется еще и постоянныйток возбуждения униполярного генератора. Это ведет к снижению энергетических показателей преобразователя.Известны также аналогичные преобразователи, в которых униполярныйгзератор возбуждается обмоткой постоянного тока, расположеиной навнутреннем магнитопроводе 12. Такиепреобразователи являются наиболееблизкими к изобретению.Основным их недостатком являетсяотносительно низкое использованиеактивных материалов во внутреннихобластях устройства, где размещены массивный .магнитопровод и шихтованный внутренний сердечник и отдельноот них мощная обмотка возбужденияпостоянного тока. Наличие этой обмотки вызывает необходимость увеличения габаритов магнитной цепи и всей установки в большей степени, чем это необходимо по условию проведения требуемого магнитного потока, Кроме того, у преобразователя сравнительно низкие энергетические показателиЦелью изобретения является повышение использования активных материалов, уменьшение габаритов и улучшение энергетических показателей преобразователя.Поставленная цель достигается тем,что катушки обмотки возбуждения генератора и внутренний сердечник выполнены в виде двух электрическисоединенных цилиндрических пакетовиз ленточного биметаллического проводника, навитого на ребро, при этойодин слой биметалла является ферромагнитным, другой выполнен из материала с высокой электропроводностью,а направление намотки. пакетов противоположное.Конструктивная схема преобразова 15теля показана на чертеже.Предлагаемый преобразователь содержит корпус 1, являющийся одновременно магнитопроводом для постоянного тока, сердечник 2 статора с об- Омоткой переменного тока, витые катушки 3 и 4 обмотки возбуждения, одновременно являющиеся пакетами внутреннего сердечника. Катушки 3 и 4электрически изолированы от центрального стержня - магнитопровода 5,имеют токоподводы 6 постоянного токаиэлектрический контакт 7, в которомза счет разного направления намоткив пакетах-катушках происходит изменение направления тока. В зазореразмещена кольцевая камера 8 с жидким металлом и токоотводящие электроды 9.Преобразователь работает следую 35 щим образом. Вращающееся поле, возбуждаемое обмоткой статора, приводит .во вращение жидкий металл, который перемещается в постоянном магнитном ".лоле возбуждения. При этом в металле 40 1 индуктируется ЭДС одного знака и во внешнюю цепь чврвз токосъвмныв электроды отводится постоянный ток. Витыв катушки обмотки возбуждения, одно- временно являющиеся внутренним свр- ,45 дечником, создают постоянное магнитное поле, заьыкающввся так, как это йоказано,на чертеже пунктиром, при этом йаправление тока в катушках должно быть различным, что при любом 5 Ц электрическом .,соединении катушекобеспечивается за счет разного направления их намотки.Основной положительный эффект предлагаемой конструкции состоит в совмещении в одном объекте и в одном конструктивном узле обмотки возбуждения и внутреннего сердечника преобразователя, что приводит к повышению использования активных материалов, уменьшению габаритов и улучшению энергетических показателей, Так как навивка ленты на ребро для образования пакетов сердечника-катушек обмотки возбуждения осуществляется примерно с таким же коэффициентом заполнения, как в шихтованных сердечниках, то при прочих равных условиях и сохранении в совмещенной:обмотке-сердечнике достаточного количества стали можно увеличить объем меди или алюминия примерно в 1,4-1,6 раза по сравнению с ее объемом в прототипе. Кроме того, частичную токовую нагрУзКу берет на себя ферромагнитная часть биметаллической ленты- сталь. Это позволяет увеличить сум-маторное сечение проводников обмотки возбуждения, снизить потери и улучшить КПд установкй.формула изобретенияПреобразователь переменного тока в постоянный, содержащий униполярный генератор с обмоткой возбуждения, выполненной в виде двух катушек, и асинхронный двигатель, имеющий общие с генератором жидкометаллический ротор и внутренний сердечник, размещенный на центральном стержневом магнитопроводе, охваченном катушками, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения использования активных материалов, уменьшения габаритов и улучшения энергетических показателей, катушки обмотки возбуждения генератора и внутренний сердечник выполнены в виде двух электрически: соединенных цилиндрических пакетов из ленточного биметаллического про" водника, навитого на ребро, причем один слой биметалла - ферромагнитный, другой слой выполнен из материала с высокой элвктропроводностью, а направление намотки пакетов противоположное.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ьвторсков свидетельство СССР9 200657, клН 02 Е 31/04, 1967.2йвторсков свидвтвльство СССРВ 176323, кл. Н 02 К 31/04, 1964.696581 Составитель А.Трепутневаьдман Техред О.Андрейко Корректор И Редактор В,Заказ 6788/55 Тирам 857 Подписн НИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 035, Москва, Ж, Раушская наб., д