Электроагрегат

(56) 1. Авторское свидетельство СССР М 535678, кл. Н 02 К 35/00, 1974,2. Авторское свидетельство СССР752652, кл. Н 02 К 35/00, 1975. (54)(57) ЭЛЕКТРОАГРЕГАТ, содержащий тепловой двигатель с поршнями, трансформатор с первичной и вторичной обмотками на сердечниках и генератор переменного тока, включающий неподвижную магнитную систему с элементами возбуждения, между полюсами котоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О рой размещены заполненные жидкимметаллом камеры, к которым примыкают электроды и в которых расположеныякори,связанные с поршнями теплового двигателя и образующие вместе сэлектродами и участками камеры сжидким металлом первичную обмоткуупомянутого трансформатора, о т "л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью улучшения удельных массогабаритных показателей и повышения надежности, якори выполнены в видедисков, установленных с"возможностью качания в плоскости, перпендикулярной их оси, а камеры, полюсамагнитной системы и сердечники трансформатора выполнены в виде тел вра-щения, соосных с якорем.50 55 6065 Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для преобразования механической энергии первичногодвигателя в электрическую, и предназначено для использования преимуцественно в автономных энергоустановках на транспортных объектах и в системах аварийного обеспечения электроэнергией.Известен линейный генератор переменного тока содержаций неподвижную магнитную систему возбуждения и якорь из электропроводного материала, помеценный в герметическую камеру, заполненную жидким металлом, в которой жестко закреплены электроды для подключения к нагрузке, причем на концевых участках камеры установлены сильфоны, внутренние торцовые поверхности которых жестко связаны. с якорем, а наружные - с приводным механизмом, Данный генератор имеет эффективную систему охлаждения якоря и малое время выхода на режим Г 13Недостатйй генератора - низкий КПД, связанный с существенными гидравлическими и электрическими потерями недостаточный ресурс работы, определяемый ресурсом сильфоНов.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является электроагрегат, содержащий тепловой двигатель с поршнями, трансформатор с первичной и вторичной обмотками на сердечниках и генератор переменного тока, включающийнеподвижную магнитную систему с элементами воз-. буждения, между полюсами которой размещены заполненные жидким металлом камеры, к которым примыкают элек троды и в которых расположены якори, связанные с поршнями теплового двигателя и образующие вместе с элект родами и участками камеры с жидким металлом первичную обмотку указанного трансформатора 2.Генератор, имея суцественные преимущества перед дизель-генерато- . рами с вращающимся ротором, отличается недостаточно высокими массогабаритными показателями ввиду линейного перемещения якоря его длина больше линейных размеров магнитопровода возбуждения вдоль направления движения якоря на величину хо" да, что обуславливает большую массу якоряи недостаточно высокой надежностью (генератор содержит большое количество агрессивного жидкого металла, а создание надежных уплотнений на штоках представляет собой сложную задачу как и изготовление заполняемой жидким металлом прямоугольной камеры, размеры которой необходимо выдерживать с высокой ностью, чтобы сохранялся постоянным малый зазор между якорем и стен- ками камеры ). Цель изобретения - улучшение удельных массагабаритных показателей и повышение .надежности генератора.Цель достигается тем, что в электроагрегате, содержацем тепловой двигатель с поршнями, трансформатор с первичной и вторичной обмотками на сердечниках, и генератор переменного тока., включающий неподвижную магнитную систему с элементами возбуждения, между полюсами которой размещены заполненные жидким металлом камеры, к которым примыкаютэлектроды и в которых расположеныякори, связанные с поршнями теплового двигателя и образуюцие вместе сэлектродами и участками камеры сжидким металлом первичную обмоткууказанного трансформатора, якоривыполнены в виде дисков, установленных с возможностью качания в20 плоскости, перпендикулярной их оси,а камеры полюса магнитной системыи сердечники трансформатора выполнены ввиде тел вращения, соосныхс, якорем,.25 На фиг. 1 показан генератор, продольный разрез; на фиг. 2 всечение А-А на фиг 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1, .Электроагрегат содержит генератор30 переменного тока, включающий неподвижную магнитную систему с элементами.возбуждения 1,между полюсами 2 которой размецены заполненные жидким металлом камеры 3, к которымпримыкаютЗ 5 электроды, выполненные в виде токопроводящего цилиндра.4, электропроводной шайбы 5 и токопроводящегостержня б, В камерах 3 размещеныякори, выполненные в виде дисков 7,40 связанных с поршнями 8, тепловогороториого двигателя 9. Якори 7 сэлектродами и участками камеры с жидким металлом образуют первичную обмотку трансформатора, имеюцего сердечник 10. Съем мощности произ 45 .водится со вторичной обмотки 11этого трансформатора. В.генераторвведена гидравлическая система,синхронизирующая движение якорей,расположенных на разных ветвях магнитной системы, и содержацая два моментных гидроцилиндра 12, которыесоединены фдин с другим гидравлически последовательно с помощью каналов 13. Валы 14 гидроцилиндровжестко связаны с поршнями 8 теплового роторного двигателя, Рабочимиорганами гидродилиндров являютсяпластины 15, жестко укрепленные навалах 14. Генератор работает следующим образом.При запуске двигателя поршень 8, совершая вращательное движение, сжимает воздух в полостях 16. После впрыскивания топлива через форсунки17 в этих полостях происходит воспламенение горючей смеси и поршень начинает вращаться в противоположную сторону и сжимает воздух в полостях 18. Затем в эти полости впрыскивается топливо и процесс повторяетсяОсуществляемое таким образом качательное (возвратно-вращательное) движение поршней 8 приводит к качательному движению валов 19 и насаженных на них якорей 7, В якорях наводится переменная, ра" диально направленная ЭДС, которая, в свою очередь, вызывает переменный электрический ток в первичных обмотках трансформаторов. Электрическая мощность снимается со вторичных обмс 1 ток трансформаторов, При качании поршней одновременно происходит также качание валов 14 гидроцилиндров 12 и связанных с ними пластин 15, Ввиду практической несжимаемости: жидкости гидравлически последовательная связь гидроцилиндров обеспечивает синхронизацию движения валов гидроцилиндров и поршней двигателя, относящихся к разным якорям и, следовательно, движения самих якорей.Синхронизацию возможно также. осуществить механическим способом, например, с помощью шестеренчатого механизма. Если генератор работает на потребителя постоянного тока через выпрямитель, то система синхронизации оказывается ненужной.В качестве. приводного двигателя можно также испольэовать тепловой двигатель с возвратно-поступательным движением поршней. В этом случае. валы .б должны быть связаны с поршнями двигателя через преобразователи возвратно-поступательного движения в качательное. В качестве последних можно использовать известные меха-низмы, преобразующие линейное движение в поворотное, например гидравлический преобразователь, состоящийиэ линейных и моментных гидроцилинд-"ров; реечно-зубчатую (реечно-шестеренчатую ) передачу; коромысловыймеханизм; передачу тодкатель"кула чок. Генератор с качающимся якорем обладает следующими преимуществами посравнению с известным. В генераторе 10 мощность генерируется.во всем объеме якоря. Это позволяет обеспечитьзаметное уменьшение массы подвижных частей предложенного генератора,что вызывает при заданных парамет рах двигателя увеличение частотыш 1/ 4 м.Так как. мощность, генерируемая в якоре И ш 53", где 8площадь сечения магнитопровода (перпендикулярно магнитному полю);Ф- толщина якоря, то при заданныхЮ и д" уменьшение Иприводит кпропорциональному уменьшению 5 и,.следовательно, массы и габаритовмагнитопровода, составляющего основную массу генератора. Так как магнитное поле трансформатора замкнуто внутри сердечника, то в трансформаторе отсутствует ярмо, что такжеуменьшает массу генератора. Налйчиеторообразных замкнутых обмоток транс-: 30 форматора существенно уменьшает .егомагнитное рассеяние. Резко уменьшается количество агрессивного жидкого металла, который находится только в камерах и пространственно от делен от .синкронизирующей жидкости,так чтопоследняя может быть неэлектропроводной. Появляется воэможностьиспользования надежных уплотнений,предотвращающих протечку жидкого ме талла, что повышает надежность ге-.нератора. За счет замены заполненныхжидким металлом прямоугольных камерна цилиндрические существенно упрощается технология их изготовления.1073853 Составитель С. Венгржановскаятор О. Колесникова Техред Л.Яартяшова рректрр еренц аказ одпи 4/ ППП "Патентф, г. Ужгород; ул. Проектная,и 5/52 Тира ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 113035, Москва, Ж, 667о комитета СССй и открытийРаушская наб.