Электромашинный преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИХсОциАлистическиРЕСПУБЛИК 51)э Н 02 К 47/О ТЕ БР ЕИ АТЕНТ ГОСУДАРСТВЕН ЮЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 315251, кл. Н 02 К 47/08, 1969(54) ЭЛЕКТРОМАШИН НЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ(57) Использование: электротехника, электромеханический преобразователь постоя нно-переменного тока. Сущностьизобретения: электромашинный преобразователь содержит униполярную и синхрон.ную машины, Униполярная машина состоитиэ статора с кольцевыми обмотками возбуждения, жидкометаллических контактов, дополнительного внутреннего статора иякоря. Синхронная машина состоит из статора с обмоткой, дополнительного внутренИзобретение относится к регулируемым преобразователям для питания дуговых электропечей и гальванических установок, применяемых в металлургической промышленности, а также для объектов (судов) с источниками переменного и постоянного токов,Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов, повышение надежности электромашинного преобразователя,Отличительные признаки предлагаемого изобретения: дополнительные внутренние статоры, размещенные концентрично основным; торцовые крышки, образующие совместно со статорами герметичную кольцевую камеру; якорь ротора в виде полого, Ы 1819370 АЗ него статора и индуктора. Дополнительные внутренние статоры расположены концентрично основным статорам машины. По торцам преобразователя размещены крышки.Крышки совместно со статорами образуют кольцевую герметичную камеру. В камере размещен ротор. Ротор выполнен в виде двух полых проводящих цилиндров. Цилиндры жестко механически связаны между собой. Якорь униполярной машины двухслойный, имеет две независимые параллельные ветви. Полый цилиндр индуктора разделен по окружности вдоль образующей на изолированные части. Число частей равно числу полюсов синхронной машины. С одного торца индуктор замкнут короткоза мыкающим кольцом. С другого торца индуктор соединен электрически с якорем униполярной машины. 4 з,п. ф-лы, 4 ил, С проводящего цилиндра с не менее, чем двумя параллельными ветвями; индуктор в ви де другого полого проводящего цилиндражестко механически связан с первым, разделен на изолированные части с числом, равным числу полюсов; полые цилиндры установлены в герметичной камере с возможностью свободного вращения; полыеф цилиндры выполнены из ферромагнитного Ы материала с высокопроводящими немагнитными стержнями; дополнительный униполярный возбудитель установлен между машиной переменного тока и униполярной машиной; первый полый проводящий цилиндр выполнен двухслойным, разделен по длине изоляцией и снабжен парными скользящими контактами; внутренний статор ма 1819370шины переменного тока снабжен дополнительной обмоткой якоря.Предложение соответствует критерию"существенные отличия", так как из известного перечня информации, установленногонормативным документом ( .127, Э 3-1-74),технические решения с признаками, подобными заявленным, не обнаружены.На фиг. 1 изображена конструктивная. схема электромашинного преобразователя;на фиг, 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фйг. 3 -сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечениеВ-В на фиг,1.Электромашинный преобразовательсодержит внешний 1 и внутренний 2 магиитопроводы с обмотками 3 и 4 и выходнымиклеммами 5 и 6 двух якорей переменноготока, индуктор 7 униполярной машины суниполярными обмотками возбуждения 8 и9, индуктор униполярного возбудителя 10 суниполярной обмоткой возбуждения 11 инемагнитным кольцом 12, герметичнуюкольцевую камеру 13 с индуктором 14 синхронной машины, якорем униполярной машины 15, якорем униполярного возбудителя16, подшипниковые опоры 17, одиночные 18и парные 19 жидкометаллические контакты,разделенные изоляцией 20, выходные клеммы постоянного тока 21.Индуктор 14 синхронной машины (фиг.2, сечение А-А) выполнен в виде второгополого ферромагнитного цилиндра с высокопроводящими стержнями 22, разделенного изоляцией 23 на изолированные части с,числом, равным числу полюсов, замкнутыеб одного торца короткоэамыкающим кольцом 24. Индуктор 14 жестко механическисочленен (при отсутствии униполярного возбудителя 16)с якорем 15 униполярной машины, выполненным в виде первого пологоферромагнитного цилиндра (в однослойномисполнении, фиг. 4) с высокопроводящиминемагнитными стержнями; в двухслойномисполнении (фиг. 3, сечение Б-Б) якорь 15состоит из полых ферромагнитных цилиндров 25 и 26 с высокопроводящими стержнями 27, разделенных изоляцией 28.Якорь 16 униполярного возбудителя(фиг. 4, сечение В-В) конструктивно не отличается от якоря униполярной машины в однослойном исполнении и механически иэлектрически соединен с якорем 15 унипо.лярной машины и индуктором 14 синхронной машины,Электромашин ный преобразовательработает следующим образом.При включении обмоток 3 и 4 якорей всеть переменного тока индуктор 14 синхронной машины будет вращаться с часто ного тока регулируется величинами токов30 возбуждения униполярных катушек 8 и 9, Требуемое значение совр регулируется то 35 зволяет в широких пределах регулировать величину тока возбуждения индуктора 14 синхронной машины, а следовательно, регу .лировать величину напряжения и совр переменного тока.Применение двух обмоток якорей 3 и 4переменного тока позволяет практически удвоить мощность преобразователя при не изменных габаритах,Преимущества предлагаемого злектромашинного преобразователя по сравнению с прототипом заключаются в том, что машина переменного тока является синхронной 50 и снабжена дополнительным внутреннимстатором с обмоткой якоря, ротор выполнен в виде полых проводящих цилиндров и размещен в герметичной камере, при этом полый цилиндр якоря униполярной машины выполнен двухслойным с парными жестко- металлическими контактами. в результате чего уменьшается масса и габариты и повышается надежность злектромашинного преобразователя. 5 10 15 20 той, близкой к синхронной частоте электромагнитного поля (момент сопротивления весьма мал). При подаче тока возбуждения в униполярную обмотку 11 в цепи униполярного возбудителя, включающей индуктор 14 синхронной машины, наведется униполярная ЭДС.и потечет постоянный ток, Постоянный ток создаст в индукторе 14 (фиг. 2, сечение А-А) систему пар полюсов, и индуктор втянется в синхронизм с электромагнитным полем обмоток 3 и 4 переменного тока. При подаче тока возбуждения в униполярную обмотку 8 и 9 в якоре 15 униполярной машины наведется ЭДС, величина которой регулируется токами возбуждения обмоток 8 и 9. Для обеспечения максимального напряжения все параллельные ветви якоря 15 соединяются последовательно, что требует разделения парных контактов 19 и соответствующих участков якоря 19 изоляцией 20.Дальнейшее двухкратное повышение напряжения возможно эа счет выполнения якоря 15 двухслойным (фиг, 3) и снабженным жидкометаллическими контактами,якоря 15 по внешней и внутренней цилиндрическим поверхностям.При работе от источника постоянного тока требуемое значение частоты переменком возбуждения катушки 11 возбудителя, Немагнитное разделительное кольцо 12 позволяет практически устранять влияние магнитного потока унийолярной машины на униполярный возбудитель, тем самым по1819370 10 11 1 ф 1 З 17 1,О 1819 Формула изобретения 1, Электромашинный преобразователь, содержащий униполярную машину, включающую статор с кольцевыми обмотками возбуждения и жидкометаллическими контактами, машину переменного тока со статором, несущим обмотку, и ротор, состоящий иэ двух частей, одна из которых является якорем униполярной машины, а другая - индуктором машины переменного тока, от л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, повышения надежности, машина переменного тока является синхронной, обе машины снабжены дополнительнйми внутренними статорами, размещенными концентрично основным ататорам,. а по торцам преобразователя имеются крышки, образующие совместно во статорами кольцевую герметичную камееу, якорь ротбра выполнен в виде одного полого проводящего цилиндра с не менее чем двумя независимыми параллельными ветвями, индуктор - в виде другого полого проводящего цилиндра, жестко механически сочлененного с первым, разделенного по окружности вдоль образующей на изолированные части с числом, равным числу полюсов машины переменного тока, замкнутые с одйого торца цилиндра корот.коэамыкающим кольцом, с другого торца соответственно электрически соединены одной полярностью с первым полым цилиндром, другой полярностью - посредством жидкометаллического контакта с соответствующей полярностью параллельной ветви якоря униполярной машины, первый и второй цилиндры установлены в кольце 8 7 ц 9 д вой герметичной камере с возможностьюсвободного вращения,42. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что полце проводящие цилин 5 дры выполнены из ферромагнитного материала с высокопроводящими немагнитнымистержнями.3. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что на торце униполярной10 машины, примыкающей к машине переменного тока, установлен через разделительное немагнитное кольцодополнительный магнитопровод с кольцевой унииолярной обмоткой возбужде 15 ния и жидкометаллическим контактом,первый полый проводящий цилиндр снабжен дополнительным участком, взаимодействующим с этой обмоткой, торцевойЖидкометаллический контакт униполяр 20 ной машины размешен по оси симметриидополнительного магнитопровода, дополнительный жидкометаллический контактэлектрически соединен с соответствующейчастью второго пЬлого проводящего цилин 25 дра.4, Преобразователь по и, 1, о т л и; а ющ и й с я тем, что первый полый проводящийцилиндр выполнен двухслойным из двух полых проводящих цилиндров. изолирован 30 ных один от другого, разделен попоперечным осям симметрии катушек изоляцией и снабжен парными изолированными друг от друга скользящими контактамидля каждого слоя.35 5. Преобразователь по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что внутренний статор машины переменного тока снабжен дополнительной обмоткой якоря.,Народна едакт а оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина,акаэ 1954 8 НИИПИ Составитель В.Об Техред М.Моргент Тираж Подписноеударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5