Униполярная машина

Сеев Соеетскнк Социаажтическик Респубеа(51) М. Кл. Н 02 К 31/04 с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетГосударстаекннй комитет СССР во ямам нзобретений в открытка(54) УНИПОЛЯРНАЯ МАШИНА Изобретение относится к электротехнике, а именно к униполярным электрическим машинам с жидкометаллическим токосъемом, предназначенным для импульсного питания электромагнитов, соленоидов, индуктивных накопителей энергии и т.д.Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является униполярная машина, содержащая установленный на валу двухдисковый ротор с жидко- металлическими токосъемными устройствами на равных наружных диаметрах дисков, токопровод и статор (11 и 21Однако при работе этой машины в режиме генератора, особенно в колебательном режиме, жидкометаллические токосъемные устройства нуждают" ся в" надежной герметизации. Это вызвано тем, что в момент прохождения максимального тока, имеющего место при скорости ротора, близкой в О, соотношение между электромагнитными и центробежными силами наиболее неблагоприятно, так как отсутствует стабилизирующая роль центробежных сил, а неуравновешенные силы магнитного давления разрушают контакт и могут привести к утечке металла через уплотнительные устройства, чтоснижает надежность машины.Целью изобретения .".вляется увеличение надежности машины путем сохранения устойчивого положения жидкого металла в токосъемных устрой-,ствах и увеличение предельного значения тока.Указанная цель достигается тем,что диски ротора установлены черезизоляционную прокладку рядом, токопровод на каждом диске ротора выполнен в виде стакана, соединенногос одной стороны с валом, изолирован 35 ным от ротора, а с другой сторонычерез жидкий металл с токопроводомстатора, выполненным по форме идентично токопроводу ротора; статорснабжен кольцом с отверстиями, уста 20 новленными так,что его плоскостьсимметрии совпадает с плоскостьюсимметрии ротора, а в центральнойчасти периферии роторов выполненакольцевая проточка, образующая с ука 25 занным кольцом полость, заполненнуюжидким диэлектриком.Кроме того, для уменьшения реакции якоря можно выполнить вал машины полым и установить в ием компен 30 сационную шину,864451 Для увеличения быстроходности машины осуществляют клиновидное соединение стаканов с ротором. БЛагодаря выполнению стакана с торцовой поверхности, перфорированным и с выемкамив цилиндрической части.На фиг. 1 изображена униполярнаямашина в разрезе, общий вид; нафиг. 2 - ротор,вид сверху; на фиг,3 изометрическая проекция стакана. Униполярная машина состоит иэ магнитопровода статора 1 (верхний и нижний корпус) шины 2, соединенной через токосборник 3 .с электродом 4,верхней опоры 5, ротора 6, верхнейобмотки 7 возбуждения, кольца 8 свнутренними радиальными пазами для уменьшения потерь на размагничивание статора, трубки 9 для подачи жидкогометалла, силового цилиндра 10, воспринимающего центробежное давлениежидкого металла, нижней опоры 11,нижней обмотки 12 возбуждения, трубки 13 для подачи жидкого диэлектрика,компенсационной шины 14, плит 15,обеспечивающих неразъемность верхнего и нижнего корпусов статора 1,изолир)ющей прокладки 16 и полостей,заполненных жидким диэлектриком 17и жидким металлом 18.Стакан 19(фиг.3) представляет собой циклически перфорированную коническую крышку с периферийными ребрами, эа счет выполнения выемок на цилиндрической частистакана. Этими ребрами стакан 19вставляется с торца ротора 6 в егоответные пазы типа ласточкинхвост (см. фиг. 2), причем торцовые секторные выступы на роторе бвходят в соответствующие отверстияна конической крышке стакана 19.Верхняя и нижняя сборки 6-19 вместес прокладкой 16 насаживаются на вал20 (см. фиг, 2), образуя узел ротора. Оба стакана 19 и вал 20 изолированы от ротора б. Токопровод (фиг.1)обозначен жирной черной линией . Отшины 2 ток через токосборник 3 симметрично растекается сверху по элекгроду 4 к его цилиндрической части,где по жидкому металлу проходит вверхний стакан 19. Конический и цилиндрический участки электрода а ицилиндрический и конический участкиверхнего стакана 19 образуют верхнюю токовую петлю, внутри которойрасполокен жидкий металл. Через конические участки верхнего стакана 19 ток поступает на вал 20 проходитк нижнему стакану, аналогично образуя нижнюю токовую петлю, течет через нижний электрод к компенсационной шине 14 и по ней вверх, к выводной шине. Униполярная машина работает следующим образом.,После заполнения корпуса инертной ,средой и раскрутки ротора б антипараллельно включаются обмотки возбуж 5 10 5 20 ЗО 35 40 45 50 55 дения 7 и 12, создающие магнитноеполе В (см. фиг. 1), в результатечего в контуре ротора 19-20 наводитсяЭДС. По трубке 9 подается жидкийметалл в полость 18, а по трубке 13нагнетается жидкий диэлектрик в полость 17. Затем отключается приводи замыкается цепь нагрузки генератора, по которой начинает течь ток(фиг. 1). Вблизи жидкометаллическихконтактов конфигурация тока представляет собой петлю, внутри которой индуцируется сильное магнитное поле.Магнитное давление этого поля стремится вытеснить жидкий металл изконтактной зоны навстречу друг другу,однако замыканию металла препятствует жидкий диэлектрик. Таким образом,жидкий металл находится в своеобраз"ной магнитной ловушке и именно этопозволяет пропустить через металлмегаамперный ток, что повышает такженадежность машины. формула изобретения 1. Униполярная машина, содержащая установленный на валу двухдисковый ротор с жидкометаллическими токосьемными. устройствами на равных наружных диаметрах дисков, токопровод и статор о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения надежности, диски ротора установлены через изоляционную прокладку рядом, токопровод на каждом диске ротора выполнен в виде стакана, соединенного с одной стороны с вазом, изолированным от ротора, а с другой стороны через жидкий металл с токопроводом статора, выполненным по форме идентично токопроводу ротора, а статор снабжен кольцом с отверстиями, установленными так, что его плоскость симметрии совпадает с плоскостью симметрии ротора, Ь в центральной. части периферии роторов выполнена кольцевая проточка, образующая с указанным кольцом полость, заполненную жидким диэлектриком.2. Машина по п, 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что вал машины выполнен полым и в нем установлена компенсационная шина.3. Машина по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а.я с я тем, что стакан с торца выполнен перфорированным, а в цилиндрической части его выполнены выемки. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Бертинов А.И, и др. Униполярные электрические машины с жидкометаллическим токосъемом. М.-Л., 1966,с. 33.2. Авторское свидетельство СССР661692, кл, Н 02 К 31/04, 1977.864451 Кг 3 Составитель А. ТрепутневаТехред М. Табакович Корректор А Редактор П с н аказ 7823/ 5 илиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ВНИИП по 13035, Тираж Госуда лам из осква,33твенрете