Униполярная электротрансмиссия

.,-А-Н-ЖЕ Союз Советскмк Соцмалмстмческмк РеспубликОП ИИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 788292(51)М. Кл. с присоединением заявки Ио( 3) Приоритет -Н 02 К 31/00 Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий.2(088.8) Дата опубликования описания 15.12.80(71)"За яв итель Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе(54) УНИПОЛЯРНАЯ ЭЛЕКТРОТРАНСМИССИЯ Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к совмещенным исполнениям униполярных машин работающих по схеме генератор- двигатель. Предпочтительная область 5 их применения - стационарные установки и транспортные средства с электрическими трансмиссиями.Известны совмещенные исполнения. униполярных генераторов и дви О гателя 1 .Недостатком их является относительно большая масса вследствие независимых систем возбуждения генератора и двигателя. 1 з Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является совмещенная конструкция униполярных генератора и 20 двигателя с общей .системой возбуждения статора с полюсами, с полыми цилиндрическими соединительными шинами и якорями генератора и двигате. ля 21. 25Недостатками агрегата является невозможность регулирования момента и частоты вращения двигателя по магнитному потоку и отсутствие реверса электродвигателя. Цель изобретения - расширение Диапазона регулирования частоты вращения и момента двигателя.Данная цель достигается тем, что якори генератора и двигателя снабжены рядом регулирующих контактных колец, которые размещены в пазах, выполненных в соединительных шинах под полюсами статора, и равномерно распределены вдоль активной длины якорей генератора и двигателя.При этом достигается регулирование и по напряжению, и по магнитному потоку путем дискретного изменения активной длины якоря генератора и двигателя соответственно, если осуществлять выпуск и подачу жидкого Металла в межэлектродные зазоры подвижных контактов по заданной программе от внешнего распределительного устройства.Для расширения функциональных воэможностей машины путем реверсирования направления вращения двигателя верхняя соединительная шина охватывает среднюю шину под полюсом двигателя и подключена одним концом к нижней шине, а другим концом - к контактному кольцу, расположенному на якоре двигателя эа наружным краем укаэанного полюса, При подаче жидкого металлав соотнетстнукхцие зазоры под кольцамиякоря изменяется направление тока вцепи двигателя,На чертеже изображена электротрансмиссии цилиндрического исполнения,продольный разрез.Машина имеет общую магнитную систему 1 статора и общую катушку 2 возбуждения с отводами 3 для генератора и двигателя. Якорь 4 генератора иякорь 5 двигателя выполнены с рядомкольцевых жидкометаллических контактов, размещенных н пазах соединительных полых цилиндрических шин. Нижняя шина состоит иэ немагнитного участка б и магнитного участка 7. Средняя шина состоит иэ магнитных участкон 8 и 9 и немагнитных участков 1012. Верхняя шина состоит иэ магнитного участка 13 и немагнитного участка 14. Нижняя и нерхняя шины соединены дискретно расположенными радиаль Оными проводящими стержнями 15, которые проходят сквозь отверстия в средней шине и изолированы от нее. Отстатора и между собой шины изолированы тонкими слоями диэлектрика 1619, Для осуществления сборки машиныее магнитная система и шины имеют горизонталыый разъем н плоскости оси,то есть составлены иэ двух полуцилиндров каждая.ЗО На якорь генератора неподвижно посажены вращающиеся с ним электроды контактов н виде колец из немагнитного проводящего материала, Ряд внутренних (регулирующих) колец 20 охвачен участком 8 шины, наружное кольцо 21 охвачено участком 10, а наружное кольцо 22 охвачено участком б другой шины.На якорь двигателя также непод вижно посажены вращающиеся кольцевые электроды из немагнитного материала. Ряд внутренних (регулирующих) колец 23 охвачен участком 9 шины, наружное кольцо 24 охвачено участком 11, а наружное кольцо 25 охвачено участком 6. Имеется еще внешнее дополнительное кольцо 26, охваченное участком 14. Вал 27 генератора и вал 28 двигателя установлены в подшипниках, которые на чертеже не показаны.В средней части машины валы генератора и двигателя опираются на подшипники скольжении, расположенные в дисковой перегородке 29, изготовленной из магнитного материала и закреплен ной н шине 6. Подшипники скольжения и шины валов выполнены немагнитными.Для изоляции валов подшипники скольжения размещены в диэлектрических втулках. На выступающих из машины що валах 27 и 28 имеются уплотнения, обеспечивающие заполнение внутренней полости машины инертным газом ( аргоном) под небольшим избыточньь давлением. б 5 Работает униполярная электротрансмиссия следующим образом.От первичного двигателя посредством вала 27 якорь генератора приводится во вращение, Отводы 3 катушкивозбуждения подключаются к источникупостоянного тока, возникающий магнитный поток замыкается через статор иякори генератора и двигателя. Вблизи зазоров под полюсами поток проходит в основном через выступы (кольцевые "зубцы" ) на расточке полюсов,и только относительно малая егочасть пронизывает межэлектродные зазоры поднижных контактов, так каккольца 20-26 на якорях выполненынемагнитными. Вдоль активной длиныякоря генератора наводится ЭДС. Межэлектродные зазоры под кольцами 21 и22, 24 и 25 через каналы н шинах заполняются жидким металлом, поступающим из внешнего распределительного устройства, При этом якорь двигателя приходит во нращение и посредством вала 28 передает вращающиймомент приводимому в движение механизму, Для регулирования частоты вращения и момента на валу 28 дрнгателя с помощью каналов в шинах и распределительного устройства производят (по заданной управляющей программе) выпуск жидкого металла иэзазоров под кольцами 21 и (или) 24и заполнение зазоров под одним из внутренних колец 20 генератора и ,или)одним из внутренних колец 23 двигателя. При этом регулирование в совмещенной системе генератор-двигатель осуществляется по напряжению за счет дискретного изменения активной длииыякоря генератора и по магнитномупотоку эа счет дискретного измене няактивной длины якоря двигателя. Вцелом регулирование частоты вращенияи момента получается достаточно широ,Ким и плавным, величина тока возбуждения в катушке 2 остается неизменной. Варьирование тока возбуждения в совмещенной машине не давало бы эффекта регулирования, так как напряжение и магнитный поток менялись бы одновременно, а их действие на час-, тоту вращения или момент двигателя противоположно.Для ренерсирования двигателя с помощью каналов н шинах под действием распределительного устройства запускается жидкий металл из зазора под кольцом 25, а также из зазора под кольцом 24 (если перед реверсом именно этот зазор был с жидким металлом); подается металл в зазор под кольцом 26 и в зазор под одним из колец 23(если перед реверсом в зазорах под кольцами 23 не было металла, а металл был в зазоре под кольцом 24), При этом направление тока в якоре двигателя меняется на противоположное, и якорь движения изменяет направление788292 Формула изобретения енутне Корректор Н, Ш одписное аж 783ственного комитета ССретений и открытийРаушская наб., д. 4 з 8370/65 ТиВНИИПИ Госуда по делам изо 13035, Москва, -3 к илиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная вращения, Ток в якоре двигателя протекает между кольцом 26 и одним из колец 23.Регулирование частоты вращения и момента двигателя после реверса производится так же, как описано выше: варьированием напряжения и магнитного потока с помощью распределительного устройства посредством освобождения от жидкого металла и заполнения им зазоров под кольцами 20 генератора и кольцами 23 двигателя.10Предложенную униполярную электро- трансмиссию целесообразно применять в электроприводе различных устройств средней и большой мощности с регулированием по схеме 7-Д, а также в 15 передвижных установках, например в электроприводах гребных валов,1. Униполярная электротрансмиссия,содержащая магнитную систему статорас полюсами, три полые цилиндрические,соосно установленные соединительныешины, якори генератора и двигатели,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,Составитель Редактор Ф. Муха Техред А.Ачс целью расширения диапазона регулирования частоты вращения и моментадвигателя, трансмиссия снабжена регулирующими контактными кольцами, рамещенными в пазах, выполненных всоединительных шинах под полюсамистатора, и равномерно распределенными вдоль активной длины якорей генератора и двигателя.2. Злектротрансмиссия по п. 1,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью расширения ее функциональныхвозможностей путем реверсированиянаправления вращения двигателя, верхняя соединительная шина охватываетсреднюю шину под полюсом двигателяи подключена одним концом к нижнейшине, а другим концом - к контактному кольцу, расположенному на якоредвигателя за наружным краем указанного полюса.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Униполярные электрические машины.(Доклады конференции, Москва,март 1969) . М., "Информэлектро",1969,2. Патент Японии Р 50-22650,кл. 53 А 324, опублик. 01.08.75