Электромашинный агрегат

(23) Приори ела нзвбратенн н еткрытнй публиковано 15. 80. Бюллетень %2 описания 17.07,8) Заявите 4) ЗЛЕКТРОМАШИННЫЙ АГРЕГАТ ашина постоянор с обмоткой металлические Изобретение относится к электрическим машинам постоянного тока, а именно к униполярным машинам постоянного тока, предназначенным для работы в установках с большими токами и низкими5 напряжениями и может быть использовано прн работе генератором в качестве источников питания электромагнитных кон-. дукционных насосов, электромагнитов ускорителей при создании сильных магни-.10 тных полей, для электролиэных установок. При работе двигателем агрегат может быть использован для гидравлических насосов при перекачивании жидких металлов и теде 15Известна униполярная много тока, содержащая статвозбуждения, ротор и жидкотокосъемники 1. Недостаток этого устройства - плохая герметизация токосъемника, и поышенная опасность работы с токсичными жидкометаллическими наполнителями. 2Известен также электромашинный агрвгат, содер,кащий униполярную машину постоянного тока и электромагнитную муфгу скольжения с общим ротором, снабженным полюсной системой и общим статором с магнитопроводом с выступами, кольцевой клдкометаллический токосъемник, укрепленный наповерхности выступа магнитопровода, обращенный к полюсной системе ротора, и изолированный от укаэанной поверхности, обмотку возбуждения и якорь с токоподводами 2.Размещение ротора агрегата в резервуаре с жидким металлом усложняет метизацию, увеличивает опасность обсл живания из-за возмокного нарушения герметизации; увеличивает объем токосъейника.Цель изобретения - повышение безопасности обслуживания и уменьшейие габаритов токосъемникаДля реализации поставленной цели ротор размещен вне полости токосъемника, снабжен дополнительной полюсной системой чередующейся полярности, ана3 74870логичной основной, магнитопровод выполнен из двух симметричных относительнопоперечной оси агрегата половин, междукоторыми установлена изоляционная прокладка, обмотка возбуждения помещенана роторе между полюсными системамиаторцовые части токосъемника и выступов, обращенные к обмотке возбуждения, электрически соединены между собойа противоположные торцовые поверхности 10токосъемника и выступа магнитопроводасоединены с токоподводами якоря,На чертеже схематически изображен агрегат, продольное сечение,Агрегат содержит магнитопровод статора, составленный из двух симметричных половин 1 и 2, изолированных друготносительно от 6 руга изоляционной прокладкой или покрытием 3. Ротор имеетдве симметричные полюсные системы 4, . 20жестко укрепленные на магнитопроводящем цилиндре 5, который в свою очередь укреплен на валу 6, установленномв подшипниках 7. На роторе помещеныкольцевые обмотки 8 возбуждения. Питание к обмоткам возбуждения так жекак и к полюсным обмоткам 9, уложеннымв пазах цилиндрических полюсов ротора,подводится от источника постоянного тока, через щетки 10 и контактные кольца 3011. Полюсные обмотки 9 уложены в пазыцилиндрических полюсов ротора так, чтоцри их питании постоянным током образуется целое число пар полюсов чередуюшейся полярности. 35 Жидкометаллические кольцевые токосъемники 12 укреплены на выступах 13 статора, Токосъемник 12 образуется цилиндрическими поверхностями выСтупов 13 статора, покрытыми тонким слоем изоляции и внутренними тонкими цилиндрами из немагнитного, предпоччительно изолирующего материала. С внутренних (по отношению к цилиндрическим выступам 13, 45 статора) торцов токосъемники 12 герме- тически уплотняются токоподводящими кольцами 14. Кольца 14 соединяют электрически жидкий металл (или другую электропроводящую жидкость) с цилиндрис 0 ческими выступами 13 статора, С наружных "торцов полости уплотняются электропроводящцми кольцами 15, которые обеспечивают контакт с жидким металлом, осуществляя от него токоотвод, Эти кольца55 так же укрепчены на выступах 13 статора, но изолированы от йих.Вторым токоотводом являются кольца 16 ии свми выступы 13 статора. Между 3 фкольцами 15 и 16 образуется замкнутый путь тока, состоящий из активного участка (участка, в котором индуктируется ЭДС) и пассивного участкав котором. ЭДС почти не индуктируется), Активными участками являются проводящие цилиндры статорных выступов 13. Пассивными участками являются жидкий .металл и, если предусмотрен, ферромагнитный цилиндр в него погруженный. Активный и пассивный участки образуют компенсированную цепь якоря. Токи по ним проходящие, всегда равны и встречны по налравлению.Машина может иметь смешанное возбуждение, в этом случае на ее статоре устанавливается кольцевая последователь.ная обмотка 17. Дляполучения повьпценного напряжения на зажимах машины целесообразно якорные обмотки двух статорных выступов 1 соединить последовательно. При вращении ротора агрегата и возбуждении его полюсной системывместе с ротором, который выступает как индуктор муфты скольжения будет вращаться с некоторым скольжением жидкий металл и (если предусмотрен) ферромаг-. нитный цилиндр в токосъемнике, Вместе с ротором вращается и магнитный поток, создаваемый кольцевой обмоткой возбуждения. Этот ноток, пересекая сталь магии топровода статора, индуктирует в цилиндрах выступов 13 ЭДС,Ме кду кольцами 15 и 16 получена разность потенциалов, определяемая этой ЭДС, Если подключить к агрегату нагрузку, то по .активным и пассивным участкам токопровода потекут токи нагрузки. При этом с ростом нагрузки величина напряжения на зажимах машины без последовательной обмотки 17 уменьшается под влиянием падения напряжения в ее внутреннемсоиротивлении и в результате увеличения скольжения металла в токосъемнике 12 относительно частоты вращения ротора. При смешанном возбуждении и согласном включении обмоток (параллельной и последовательной) снижение напряжения может быть компенсировано ввиду увеличения суммарной МДС машины за счет МДС последовательной обмотки.При этом следует заметить, что поскольку последовательная обмотка размещена на статаре и неподвижна, создаваемый ею магнитный поток не увеличит ЭДС активной части пути тока (в статорных выступах 13,но индуктирует ЭДС в жидком металле и в ферромагнитном цилинд5 7 4870 ре (если он предусмотрен), Эта дополнительная ЭДС, совпадая по направлениюв контуре тока с основной ЭДС, и обес-, печит компенсацию падения напряжения.Работа агрегата двигателем. При питании постоянным током якорной цепи машины и цепи возбуждения, возникает момент вращения жидкого металла. Последний, придя во вращение, увлечет за собой электромагнитно связанный с ним 1 О ротор. Магнитный поток возбуждения индуктирует в цепи якоря против ЭДС. Изменяй возбуждение или напряжение на якоре можно регулировать, частоту вращения двигателя. . 1Технико-экономический эффект, получаемый в предлагаемом варианте исполнения униполярной машины, определяется возможностью получить напряжение на зажимах якорной цепи, вращающаяся 20 часть которой полностью герметизирована, Проблемы герметизации подшипников не возникает, исключены утечки жидкого металла, Конструктивное исполнение униполярной машины с жидко металлическим наполнением существенно упрощается. Могут быть снижены также и потери на. трение в жидком металле,Указанные мероприятия повышают безопасность обслуживания агрегата.: 30 Формула .изобретения Электромашинный агрегат, содержащийуниполйрную машину постоянного тока и 3 бмуфту скольжения с общим ротором, снабженным полюсной системой и общим статором с магнитопроводом с выступами,кольцевой жидкометаллический токосьемник, укрепленный на поверхрюсти выступа магиитопровода, обращенный к полюсной системе ротора, и изолированный отуказанной, поверхности, обмотку возбуждения и якорь с токоподводами, о т -.л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения безопасности обслуживанияи уменьшения габаритов токосммника,ротор размещен вне полости токосьемника, снабжен дополнительной полюснойсистемой чередующейся полярности, аналогичной спивной, магнитопровод выполнен из двух симметричных относительнопоперечной оси агрегата половин, междукоторыми установлена изоляционная прокладка, обмотка возбуждения помещена нароторе между полюсными системами,торцовые части токосъемника. и выступов,обращенные к обмотке возбуждения, электрически соединены между собой, а противоположные торцовые поверхности токосьемника и выступов магнитопровода соединены с токоподводами якоря,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бертников А. И. и др. Униполярныеэлектрические машины, М.-Л"Энергияф,1966, с. 105-113,.2. Авторокое свидетельство СССРЗаказ 4380/18 Тираж 783 ПоЦНИИПИ Государственного комитета ССпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб.фУ дпнс СР 4 Патент", г. У д, ул. Проекты иливл ППП Составитель В. Никаноровавиатор С; Патрушева Техреа Ж. Квотелеаии Карре а ош