Импульсный многодисковый униполярный генератор

Номер патента: 661692

Автор: Базарнов

ZIP архив

Текст

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АвтОСкому свидвтидьСтву Союз СоветскняСоцналнстнческнх Республик .(б 1) Дополнитальнов к авт. саид-ву 7(21) 2489730/24-07 Заявл 2 3,0 присоединением заявки Мо23) Приоритет -осударственный комит СССР по делам изобретени и открытий5,05,79. Бюллете анин описания 0 ван Опубли Дата о 5,7 лик 2) АвтОр. изобрете Б.А.Базарнов 71) Заявите ковский ордена Ленина авиационный институ имени Серго Орджоникидзе) ИМПУЛЬСНЫЙ МНОГОДИСКОВЫГЕНЕРАТОР ИПОЛЯРНЫЙ Импульсный многодисковый униполярный генератор относится к области электромашинострбения и может быть использован для питания электрофизической аппаратуры, а также в технологических процессах.Известные многодисковые униполярные генераторы описаны в следующей литературе, предназначенные для работы в ударном режиме. Характеризуются они тем, что в них используются постоянно замкнутые подвижные контакты, а кратковременное замыкание электрической цепи производится внешними коммутаторами, Такие генерато ры имеют повышенные потери мощностй в подвижных контактах,а разработка коммутатора на большие токи представляет собой отдельную, проблему 11 Ц 2)Наиболее близким по технической 20 сущности и достигаемому результату к изобретению является многодисковый униполярный генератор 31 .В известном генераторе возможно использование импульсных жидкометаллических подвижных контактов согласно. В этом случае кратковременное 1 замыкание электрической . цепи производится импульсными подвижными контактами, поэтому внешние коммутато- З 0 2ры не требуются. Генератор содержит систему возбуждения и блоки статора, внутри которых расположены дисковые роторы с периферийными импульсными контактами, привод с системой управления контактами, при этом система управления контактами соединена с подвижными стержнями периФерийных импульсных контактов, расположенных в осевых направляющих блока статора. Стержни импульсных контактов проходят через эластичные перегородки или сильфоны, отделяющие герметичную полость контакта от внешней среды, за боковую поверхность блока, Приводы системы управления контактами могут быть любые (например, пружинные, пневматические, электромагнитные, электромашинные и др) .Недостатками известного генератоа являются:1. Большой вес и ухудшенные энергетические показатели генератора, особенно при использовании криогенной магнитной системы возбуждения. Обусловлено это тем, что боковая поверхность блока занята выходящими на его периферию стержнями, соединенными с системой управления контактами. По- ГФ92 45 60 3 6616этому магнитная система имеет большой внутренний диаметр, необходимыйдля размещения всех этих устройств.Это увеличивает вес генератора ипотери мощности.2. Неидентичность импульсов тока,обусловленная неодновременностью срабатывания импульсных контактов. Связайо это с влиянием случайных факторов (например,.с неодинаковым нагревом приводных устройств системы управ ления контактами, наличием и качест- Овом смазки, состоянием трущихся поверхностей и т.д.), а также с неодинаковостью механических характеристикустройств из-эа погрешностей, присущих технологии их изготовления. 153. Пониженная надежность генератора. Обусловлено зто тем, что каждый импульсный контакт приводитсяв движение от своего привода; Крометого, в генераторе используется множество эластичных перегородок илисильфонов, отделяющих герметичнуюполость блока от внешней среды, Приэтом стержни проходят через зту перегородку и по условиям сборки их невозможно жестко соединить с вытеснителями импульсного контакта.Целью изобретения является снижение веса, повышение энергетических показателей и надежности.Для этого генератор снабжен толкателями, расположенными по периферии блока статора соосно с соединенными жестко через промежуточные элементы, например, через бруски, прикрепленные к толкателям, со стержнями периферийных импульсных контактови кинематически с подвижной частьюпривода системы управления контактами,Такая взаимосвязь элементов импульсных контактов и их системыуправления:позволяет расположитьпривод системы управления контактами за торцовой плоскоствю блокастатора, расположить толкателии соединенные с ними через промежуточные элементы стержни периферийных импульсных контактов вйутриуплЬтнительных колец в герметичнойполости блока статора, выполнитьжесткое соединение стержней импульсных контактов с подвижными в осевОм направлении частями импульсныхконтактов (например, с вытеснителями жидкого металла. Следует отметить, что предлагаемая конструк 55ция применима и в генераторах с щеточными импульсными контактами.На фиг.1 - вид генератора в разрезе осевой плоскостью; на фиг.2взаимосвязь элементов генератора,расположенных в герметичной полости блока статора (вид от оси) .Предлагаемый генератор содержит криогенную систему 1 возбуждения, дисковые роторы 2, установленные в подшипники 3 и соединенные,друг с другом муфтами 4, передающими вращающий момент. Диски 2 электро изолированы друг от друга, от статора и от привода (для этого места под подшипники, а также муфты 4 покрыты электроизоляцией, например, оксидной пленкой) . Диски объединены статором в блок, имеющий элект- роды 5 и б, соединительные шины 7 и 8, а также детали корпуса 9 (жирными линиями показано расположение электроизоляции), Электроды 5 и б образуют с соответствующими поверхностямидисков кольцевые контактные зазоры 10 (внутренние контакты) и 11 (периферийные контакты) . Периферийные контакты 11 являются импульсными, содержащими желобы 12 для жидкого металла и вытеснители 13, которые могут перемещаться вверх и вниз по направляющим поверхностям в желобах. Вытеснители 13 жестко соединены со стержнями 14 (фиг.2), которые установлены в направляющих поверхностях желобов и выходят в полости 15 шин 8 через отверстия в них. Стержнй 14 соединены с брусками 16 при помощи регулировочных колец и зажимов (кольца и зажимы не показаны), позволяющих при сборке генератора устанавливать вытеснители на нужной высоте в желобах. С каждым бруском 16 может быть соединено два. стержня 14 (фиг.2) или большее число стержней. Для уменьшения осевого размера блока к каждому поперечно установленному бруску 16 могут крепиться стержни сразу от двух соседних импульсных контактов. Бруски 16 жестко соединены с аксиально расположенными толкателями 17. Толкатели 17 проходят через отверстия в соединительных шинах 8 и электродах б через блок параллельно оси генератора и выходят через верхний торец блока.1 ерметичность полости блока обеспечивается следующим образом. Сильфоны 18 герметизируют выходы толкателей 17 из блока. Укреплены толкатели в сильфонах при помощи электро- изолированных наконечников 19, Кольцевые резиновые прокладки 20 уплот 1 няют стыки между электродами б, и соединительными шинами В.Электроизолированная рессора 21, соединяющая роторгенератора с приводной турбиной,уплотнена манжетами 22, Между,рессорой 21 и турбиной может быть установлена муфта проскальзывания (турбина и муфта проскальзывания на рисунках не показаны). Полосги 15 в шинах 8 закрыты крышками 23 с прокладками 24, Таким образом, стержниимпульсных контактов 14, бруски 16и толкатели 17 находятся внутри уплотнительных колец 20 в герметичнойполости блока. Для предотвращенияэлектрического замыкания между электр61692 формула изобретения 55 5 бродами поверхность толкателей 17 ибрусков 16 электроизолированаоксидной. пленкой или слоем фторопласта.Чтобы исключить попадание жидкогометалла в вертикальные каналы, в которых расположены стержни 17, имеются прокладки 25, Для этой же целиустановлены уплотнения в отверстияхшин 8,через которые проходят стержни 14 из желобов 12 в полости 15 (нарисунках эти отверстия и уплотненияне видны) . За торцовой плоскостьюблока расположен привод 26 системыуправления контактами. Привод можетбыть любой, На фиг.1 привод 26 содержит электродвигатель 27 большогомомента (например, двигатель с катящимся ротором), червячную передачу28 и пружинный механизм 29, Привод26 кинематически связан с толкателями 17 через звездочку 30 и наконечники 19. Звездочка средней частьюприжата к подвижной части пружинногомеханизма 29, а лучи звездочки прикреплены к наконечникам 19 толкателей 17 и жестко соединяют их друг сдругом. Снизу звездочки 30 расположена возвратная пружина 31. На боковой поверхности блока расположеныкомпенсационные шины 32, которые подсоединены к верхней части блока иэлектроизолированы от остальных частей генератора. Внешние шины подсоединяются к фланцам 33 и 34,Ротор каждого блока может приводиться во вращение двумя турбинами,расположенными снизу и сверху блока.В этом случае соединение толкателей17 с приводом 26 системы управленияконтактами должно быть выполненоиначе. Например, в звездочке 30 может быть отверстре для установкитурбины, а приводное устройство 26системы управления контактами можетрасполагаться выше турбины. В другихвариантах привод 26 системы управления контактами может быть установленснизу блока или сбоку от оси, Еслигенератор имеет ферромагнитопроводрамной конструкции (как у прототипа)или броневой конструкции, то толкатели 17 выходят из блока статорачерез магнитопровод, примыкающий кторцу блока, или проходят около него.Привод 26 системы управления контактами расположен при этом над магнитопроводом.Работает генератор следующимобразом.Турбина раскручивает дисковыероторы до максимальной скорости.Соленоид 1 создает осевое магнитноеполе, Вытеснители 13 находятся вверхнем положении (как показано бна фиг.1), У механизма 29 пружинасжата. Внутренние контакты 10 замкнуты При включении двигателя 27кулачок механизма 29 поворачивается и освобождает пружину, Пружина резко перемещает вниз систему, состоящую из звездочки 30, .наконечников 19, толкателей 17, брусков16, стержней 14 и вытеснителей 13.Вытеснители 13 через имеющиеся вних сопла выбрасывают жидкий ме талл из желобов 12 в виде струй,которые замыкают кратковременно электрическую цепь (затем жидкий металлсамотеком возвращается в желоб 12).Через нагрузку проходит импульс 10 тока, диски 2 при этом тормозятся.Кинематическая энергия рОтора тур- бины гасится или в упругой рессоре21 или в муфте проскальзывания (этамуфта на рисунках не показана).После разрыва электрической цепи дисковые роторы вновь начинают раскручиватъся турбиной. Электродвигатель27 при помощи червячной передачи 28поворачивает кулачок механизма 29 20и сжимает пружину этого механизма.Возвратная пружина 31 поднимает вытеснители 13 и все соединяющие их сприводом 26 элементы в верхнее по- .ложение. Когда пружина будет сжата,электродвигатель 27 останавливается.25 Генератор вернулся в исходное рабочее состояние и готов для генериро-вания следующего импульса тока.Технико-экономическая эффективность предложения состоит в повыше нии энергетических показателей генератора, уменьшении его массы и в повышении надежности. Достигается этоблагодаря рациональному взаимному расположению и взаимбсвязи элементов ге )нератора.Конструкция генератора становится более компактной. Системавозбуждения максимально приближенак ротору, поэтому рассеяние магнитного поля уменьшается. Предложеннаяконструкция обеспечивает жесткую связьподвижных частей импульсных,контактов друг с другом, что улучшает коммутационные характеристики генератора и повышает его надежность. Крометого, расположение аксиальных толкателей с укрепленными поперек брусками и стержней импульсных контактовв герметичной полости тоже повышаетнадежность генератора. Этому жеспособствует уменьшение количествасильфонов, а их размещение за торцовой плоскостью блока позВоляет устанавливать сильфоны достаточной длины с малой относительной деформацией. Импульсный многодисковый униполярный генератор, содержащий систему возбуждения, блок статора, внутри которого расположены дисковые роторы с периферийными импульсными контактами, привод с системой управления контактами, соединенной с подвижными стержнями периферийных импульсных контактов, расположеннымиО 12 В.Тр Чужи СоставитТехред тневаКоррек ктор Ю,Челюкан Патрушева каз 2503/5 56рственногообретенийК,РаушПодписное.омитета СССРоткрытийая наб., д.4/5 Тираж ЦНИИПИ Госуд по делам 13035, Иосква, ент лиал ПП в осевых направляющих блока статорао т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью снижения веса, повышенияэнергетических показателей и надежности генератора, он снабжен толкателями, расположенными по периферииблока статора соосно с ним, соединенными кинематически с подвижнойчастью привода системы управленияконтактами и жестко, например, спомощью брусков, со стержнями периферийных импульсных контактов. 661692 8 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Бертинов А.И., Алиевский Б.Л., Троицкий С.Р, Униполярные электрические машины с жидкометаллическим токосъемом, М-Л., 1966, с.13. 2. Авторское свидетельство СССР9187131, кл, 21 д, 5, 1964. 3. Авторское свидетельство СССР1 О 9481969, кл. Н 02 К 31/00, 1973,город, ул. Проектная,

Смотреть

Заявка

2489730, 23.05.1977

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ ИМ. СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ

БАЗАРНОВ БОРИС АЛЕКСАНДРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: H02K 31/04

Метки: генератор, импульсный, многодисковый, униполярный

Опубликовано: 05.05.1979

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-661692-impulsnyjj-mnogodiskovyjj-unipolyarnyjj-generator.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Импульсный многодисковый униполярный генератор</a>

Похожие патенты