CH389762A - Unipolargenerator - Google Patents

Unipolargenerator

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CH389762A
CH389762A CH8247959A CH8247959A CH389762A CH 389762 A CH389762 A CH 389762A CH 8247959 A CH8247959 A CH 8247959A CH 8247959 A CH8247959 A CH 8247959A CH 389762 A CH389762 A CH 389762A
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CH
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chamber
stator
liquid metal
current
armature
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Application number
CH8247959A
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Inventor
Marshall Harvey Luke
Original Assignee
Gen Electric
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K31/00Acyclic motors or generators, i.e. DC machines having drum or disc armatures with continuous current collectors
    • H02K31/04Acyclic motors or generators, i.e. DC machines having drum or disc armatures with continuous current collectors with at least one liquid-contact collector

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Description


      Unipolargenerator       Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein       Unipolargenerator    mit einem     Stator    und einem in  diesem drehbar gelagerten Anker, wobei der     Stator     einen Magnetkern, mit Mitteln zur Erzeugung des  Feldflusses aufweist, mit einander gegenüberliegenden  Teilen am     Stator    und am Anker, welche eine im  Luftspalt liegende     Stromdurchgangs-Kammer    bilden,  mit der Kammer verbundene Mittel zur Zufuhr von  flüssigem Metall und zu dessen Ableitung aus der  Kammer zur Aufrechterhaltung einer Zirkulation des  flüssigen Metalls in der genannten Kammer, welches  einen Stromfluss durch die Kammer ermöglicht.  



  Solche     Unipolargeneratoren    werden insbesondere  zur Erzeugung hoher Stromstärken bei relativ niedri  ger Spannung verwendet. Dabei ist die Anwendung  von Quecksilber oder einer flüssigen     Natrium-          Kalium-Legierung    gebräuchlich, um den     Strorndurch-          gang    vom Rotor durch den Luftspalt nach den sta  tionären Ausgangsklemmen des     Generators    zu ermö  glichen.  



  Die Hauptschwierigkeit bei diesem     Generatortyp     bestand bisher darin, dass ein einwandfreier Kontakt  zwischen dem flüssigen Metall und den Oberflächen  des     Stators    und des rotierenden Ankers nur schwer  zu erreichen war, da kein nennenswerter Druck auf  die genannte Flüssigkeit in der     Stromdurchgangs-          kammer    ausgeübt werden konnte. Auf das flüssige  Metall wirken bekanntlich magnetische Kräfte ein,  welche es in axialer Richtung aus dem     Luftspalt     zu drängen versuchen, mit dem Resultat, dass der  Strompfad unterbrochen wird.

   Ferner ist es erforder  lich. eine reichliche Zirkulation des flüssigen Metalls  aufrechtzuerhalten, um die Reibungswärme abzu  führen, weshalb der Luftspalt mit     Zirkulationsöff-          nungen    versehen ist, welche die Beibehaltung eines  Druckes ebenfalls erschweren.    Bei bekannten     Unipolargeneratoren    dienen mas  sive Kupferstäbe zur Stromableitung von der  Maschine nach den mit den Sammelschienen verbun  denen Klemmen. Hierbei ergeben sich häufig inso  fern beträchtliche Schwierigkeiten, als in den leiten  den Teilen der Stromfluss unausgeglichen ist.  



  Diese     ungleichmässige    Stromverteilung bei be  kannten Ausführungen ist der Hauptgrund für die  übermässige Erhitzung von     Stator    und Rotor sowie  für schlechte Kompensation und Regulierung.  



  Diese Nachteile sucht der erfindungsgemässe     Uni-          polargenerator    zu beheben.. Er ist gekennzeichnet  durch     Umlenkmittel    für das flüssige, Metall, welche  in dem Weg des flüssigen Metalls angeordnet sind,  auf dem dieses durch magnetische Kräfte aus der  Kammer abgedrängt wird, und welche bestimmt sind,  das flüssige Metall gegen die Kammer zurückführen  und so den Druck im     Innem    der     Stromdurchgangs-          Kammer    zu erhöhen, um den Oberflächenkontakt  zwischen dem flüssigem Metall einerseits und den die  Kammer bildenden Teilen an Anker und     Stator     anderseits zu verbessern.  



  Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen       Unipolargemerators    wird nachstehend anhand der  Zeichnungen beschrieben.  



       Fig.   <B>1</B> ist ein teilweise geschnittener Aufriss des       Generators    mit dem zugehörigen     Zirkulationssystern     für das flüssig-- Metall<B>;</B>       Fig.    2 ist ein Schnitt durch die     Stromdurchgangs-          Kammer    in einem grösseren Masstab, und       Fig   <B>3</B> ist eine vergrösserte     Ansichtder    Klemmen  zur Abführung des Stromes von der Maschine nach  den aussenliegenden Sammelschienen.  



  In allen Figuren sind einander entsprechende  Teile jeweils mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.  Das Gehäuse<B>10</B> des     Unipolargenerators    in     Fig.   <B>1</B>       umschliesst    zwei     Statorkerne    12 und einen mit diesen      elektrodynamisch zusammenwirkenden Rotor 14. Der  dargestellte Generator ist für einen Nennstrom von       550'000   <B>A</B> bei 45 V dimensioniert. Die     RotorweUe   <B>16</B>  läuft in Lagern<B>18,</B> welche von Lagerböcken 20 an  den beiden Enden der Maschine getragen werden.

    Zwecks wirksamer Kühlung wird das Gehäuse mit  einem Gas, beispielsweise Stickstoff, beschickt, wes  halb es bei den Durchführungen der Welle mit       öldichtungen    22 versehen und auch bei den übrigen  Durchbohrungen gasdicht gemacht ist. Stickstoff,  Helium, Argon oder ein anderes geeignetes Gas,  welches das verwendete flüssige Metall vor Oxyda  tion schützt, wird beispielsweise von einer Druck  flasche 24 über Leitungen<B>26</B> zugeführt, welche in       Verteilrohren   <B>28</B> im oberen Teil des Gehäuses mün  den. Die     Verteilrohre   <B>28</B> sind mit     öffnungen   <B>30</B> ver  sehen, welche für eine gleichmässige Gasverteilung  sorgen.

   Mit einem gewöhnlichen     Druckregulierven-          til   <B>32</B> wird     ein    Überdruck von etwa     0,0#35        at    im  Gehäuse eingestellt. Die Wärmeableitung vom Kühl  gas erfolgt in     Wärmeaustauschem    34 oben im  Gehäuse, in denen zwecks Kühlung des Gases Wasser  oder eine andere Flüssigkeit durch nicht dargestellte  Leitungen zirkuliert. Von Motoren<B>38</B> angetriebene  Ventilatoren<B>36</B> halten das Kühlgas auf eine später  noch näher beschriebene Weise in Bewegung. Das  Gehäuse<B>10</B> wird durch Umfangsrippen 40 versteift.  



  Wie aus den     Fig.   <B>1</B> und 2 ersichtlich, wirken mit  dem Rotor 14 zwei identische zylindrische     Stator-          kerne    12 zusammen. Je nach dem gewünschten Aus  gangsstrom können ein oder mehrere     Statoren    vor  gesehen sein. Jeder     Statorkern    ist gegenüber dem  Gehäuse abgestützt und derart ausgebildet, dass eine  zentrale Höhlung 42 entsteht, welche die Erreger  spule 44 aufnimmt. Die Spule 44 ist eine Zylinder  spule, deren Achse     mit    der     Rotorachse    zusammen  fällt.

   Sie wird hier von einem ringförmigen Teil 45  des     Statorkernes    und einem Rahmen 46     (Fig.    2) in  ihrer Lage gehalten, dessen Isolation gegenüber der  Spule mit 47 bezeichnet ist. Um das Entweichen von  Gas aus dem Gehäuse zu verhindern, ist die     Ver-          bindungsstelle    zwischen dem     Spulenkörper    und dem  Teil 45 durch Packungen 48 abgedichtet. Rippen 49  fördern die Wärmeableitung von der Spule.  



  Der Rotor 14 weist keine Leiter auf, sondern  besteht aus einem soliden     Kein    aus Magnetstahl,  dessen zwischen den benachbarten Spulen 44 liegende  Oberfläche mit einem zylindrischen     K-upfermantel   <B>51</B>  überzogen ist, welcher beispielsweise auf den     Kein-          körper        aufgesehrumpft    sein kann.

   Der Kupfermantel  weist eine höhere Leitfähigkeit auf als der     Rotorkern          und        leitet        den        Strom        zu        einem        vorzug        gsweise        aus     Kupfer oder einer     Kupfer-Aluminium-Legierung    oder  rostfreiem Stahl bestehenden     Rotorkollektor   <B>50.</B> Der  von den Erregerspulen 44 erzeugte     Magnafluss    ist  in den     Fig.   <B>1</B> und 2 durch die strichpunktierte Linie  49 angedeutet.

   Er ist im     Statorkern    gegen die Stirn  seiten des Gehäuses<B>10</B> hin gerichtet und schliesst sich.  über den Luftspalt und den Rotor-     bzw.    Ankerkern,  wobei er bei rotierendem Anker nach dem bekann-         ten    Prinzip der     Unipolarinduktion    einen Stromfluss  im Kupfermantel<B>51</B> zwischen den     Rotorkollekto-          ren   <B>50</B> zur Folge hat. Wie aus     Fig.    2 ersichtlich, ver  läuft jeder Kollektor<B>50</B> über den Umfang des Rotors,  ragt als Rippe von der     Rotor-Oberfläche    nach  aussen.

   Der Kollektor<B>50</B> sitzt auf einem Ring 54  und ist an der peripheren und den seitlichen Ober  flächenpartien mit einem Überzug<B>56</B> aus rostfreiem  Stahl versehen. über den ganzen Umfang sind     Pass-          stifte   <B>55</B> und Bolzen<B>59</B> vorgesehen, welch' letztere  einen guten Kontaktdruck zwischen dem Ring 54  und dem     Rotorkörper   <B>58</B> aufrechterhalten. Es kön  nen auch die Bolzen<B>59</B> wegfallen und die Teile 54,  <B>57</B> und<B>58</B> aus einem Stück hergestellt sein, wodurch  die elektrischen Betriebseigenschaften noch verbes  sert würden.  



  Der Überzug<B>56</B> weist zwei seitliche Schulterpar  tien auf, welche in Umfangsrippen 64 auslaufen, die  ihrerseits zusammen mit ähnlichen Rippen<B>66</B> am       Stator    ein Labyrinth gegen das Entweichen von  Flüssigkeit aus der     Stromdurchgangs-Kammer   <B>90</B>  bilden.  



  Der     Stator    ist mit einem zylindrischen Ring<B>68</B>  versehen, welcher dieselben magnetischen Eigen  schaften wie der     Kein    aufweist und an diesem mit  tels einer Anzahl über den Umfang verteilter, radialer  Schrauben<B>70</B> befestigt ist. An den Verbindungsstel  len sind     Ansenkungen   <B>72</B> vorgesehen. Die innere  Umfangsfläche des     Stators        bzw.    des     g,-nannten    Ringes  trägt ebenfalls einen Überzug 74 aus Kupfer oder  einem ähnlichen Material hoher Leitfähigkeit,     wel-          eher    den Strom nach den Ausgangsklemmen<B>76, 77</B>  leitet.

   Eine ringförmige Kupferplatte<B>78</B> liegt am  Ring<B>68</B> seitlich an und ist mit dem Kupferteil 74  verschweisst, wodurch eine gute elektrische Verbin  dung zwischen diesen Teilen     zustandekommt.    Eine  ähnliche Kupferplatte<B>82</B> ist axial von der ersten  distanziert, jedoch mit ihr über Bolzen 84 verbunden,  die über den Umfang verteilt angeordnet sind und  den Zutritt von Kühlgas in Pfeilrichtung gestatten.  Der     Statorkollektor   <B>86</B> ist durch Stifte in seiner Lage  gegenüber der Platte<B>82</B> fixiert.  



  Die Ausgestaltung des Rotor- und des     Stator-          Kollektors    ist nun so,     idass    sie den Durchgang von  Stromstärken durch die Kammer<B>90</B> erlaubt, wie sie  bisher nicht für möglich gehalten wurden, bei gleich  zeitig gutem Wirkungsgrad des Betriebes.

   Die vor  liegende Konstruktion beseitigt die unerwünschten  Begleiterscheinungen früherer Ausführungen durch  eine solche Ausbildung der     Kollektoren,    dass die  zusammenwirkenden Teile am     Stator    und am Rotor  eine Pumpenwirkung ausüben, um die nötige Flüssig  keitsmenge im Spalt     bzw.    der     Stromdurchgangs-          Kammer   <B>90</B> unter Druck zu halten, wobei gleichzeitig  die erforderlichen Zu- und     Abflussöffnungen    für die  Zirkulation der Flüssigkeit durch ein Kühlsystem  vorgesehen sind, wo dem flüssigen Metall die im  Betrieb durch innere Reibung und elektrische Ver  luste in ihm entstehende Wärme wieder entzogen  wird.

        Der     Stator-Ko & lektor   <B>86</B> weist einen z. B. aus  Kupfer, einer     Cu-AI-Legierung    oder rostfreiem Stahl  bestehenden Kreisring<B>88</B> von etwa U-förmigem  Querschnitt auf, in welchen der     Rotor-Kollektor   <B>50</B>  hineinragt.

   Wie aus     Fig.    2 ersichtlich, begrenzt     die     Innenfläche des     Stator-Kollektors    zusammen mit der  ihr gegenüberliegenden Aussenfläche des     Rotor-          Kollektors    die     Stromdurchgangs-Kammer   <B>90.</B> Die  inneren     Seitentlächen    des     Stator-Kollektors    streben  auseinander und enden in einem Paar gegenüber  liegender Ringwulste<B>92,</B> welche derart geformt sind,  dass sie aus der     Stromdurchgangs-Kammer    seitlich  austretendes flüssiges Metall gegen die Kammer  zurück umlenken und auf die darin befindliche Flüs  sigkeit einen Druck ausüben.

   Die Flüssigkeit gelangt  über zwei Zuleitungen 94 in die Kammer<B>90,</B> die  oben und unten an der Maschine angeschlossen sind.  Die Leitungen sind Bestandteil eines     Zirkulations-          systems    für das flüssige Metall, mit Vorratsbehäl  tern<B>96</B>     und.durch    Motoren<B>100</B> angetriebenen Um  laufpumpen<B>98.</B> Die Flüssigkeit, vorzugsweise eine       Natrium-Kalium-Legierung,    muss mit den Teilen des       Zirkulationssystems    und der     Stromdurchgangs-Kam-          mer    verträglich sein.

   In Frage kommen auch Gallium,  Quecksilber, Zinn, Blei, Wismut oder andere  Materialien mit guten Netzeigenschaften, hoher  Leitfähigkeit, geringer Viskosität und einem grossen       Temperaturbe,reich    zwischen dem Siede- und dem       Erstarrungspunkt.    Die     Fig.   <B>1</B> zeigt<B>je</B> eine     Zufuhr-          und    eine     Abfuhrleitung,    obwohl natürlich mehrere  solche Leitungen über den Umfang des     Stator-          Kollektors    verteilt angeordnet sein können.

   Die  Flüssigkeit wird dem Generator vorzugsweise oben  und unten unter Druck zugeführt, und der umlau  fende     Rotor-Kollektor    nimmt sie im Innern der  Kammer<B>90</B> mit, wobei erhebliche Flüssigkeitsreibung  und beträchtliche Wärmemengen erzeugt werden.  



  Die bei     Stromdurchtritt    durch das flüssige Metall  auf dieses einwirkenden magnetischen Kräfte haben  die Tendenz, die Flüssigkeit nach beiden Seiten  axial aus der Kammer zu verdrängen, woraus nor  malerweise eine Druckreduktion und Hohlräume in  der Flüssigkeit resultieren würden. Der Druck wird  aber hier durch die seitlichen, im Verdrängungsweg  der Flüssigkeit angeordneten Ringe<B>92</B> aufrechter  halten, welche die verdrängte Flüssigkeit aufhalten  und sie nach den Seitenflächen des umlaufenden       Rotor-Kollektors    hin     um-lenken,    denen entlang sie  infolge der     Zentrifugalwirkung    wieder zurück in die       Stromdurchgangs-Kammer   <B>90</B> gelangt.

   Dank der  gezeigten Konstruktion bleibt die     Flüs#sigkeit    deshalb  in diesem kleinen Querschnitt eingefangen, wodurch  eine vollkommene leitende Verbindung zwischen den  Oberflächen des Rotor- und des     Stator-Kollektors          zustandekommt,    die einen wirksamen Stromdurchgang  vom Anker durch den Luftspalt nach dem     Stator     gestattet, von wo er entlang der Kupferteile 74 nach  den Klemmen<B>76, 77</B> abgeführt wird.  



  Das flüssige Metall muss jedoch auch gekühlt  werden, und zu diesem Zweck sind beim vorliegen-    den Generator acht über den Umfang verteilte<B>Öff-</B>  nungen vorgesehen, die auf jeder Seite vom Raum  zwischen dem Pumpenring<B>92</B> und der peripheren  Innenfläche des     Stator-Kollektors    ausgehen und in  einem ringförmigen Sammelkanal 104 münden. Eine  solche Öffnung ist in     Fig.    2 strichpunktiert eingetra  gen.

   Da in der     Stroradurchgangs-Kammer    ein Über  druck herrscht, sind Grösse und Anzahl dieser     öff-          nungen    auf den axialen     Abfluss    einer vorbestimm  ten Flüssigkeitsmenge nach dem     ringförmiggen        Sam-          melkanal    104 abgestimmt, welcher die erhitzte Flüs  sigkeit durch Flanschen<B>106</B> und     Rücklaufrohre   <B>108</B>  nach dem Tank<B>96</B> zurückführt.

   Die genannten       Abflussöffnungen    sind in der Anzahl und im     Durch-          mes.ser    so klein gehalten, dass der Druck in der  Kammer<B>90</B> nicht auf Null absinkt In der Praxis  ist es erwünscht, die Flüssigkeit auch aus den Ring  kanälen<B>109</B> abzuführen, welche die aus der Kammer  austretende     Leckflüssigkeit    sammeln. Diese Kanäle  erstrecken sich entlang dem Umfang des     Stator-          Kollektors    und weisen eine einzige (nichtdargestellte)  Abflussöffnung an der tiefsten Stelle     auf,die    mit dem       Rücklaufrohr   <B>108</B> verbunden ist.  



  Zwecks wirksamer Kühlung arbeiten die Kollektoren.  in einer Umgebung von relativ hohem     Stickstoff-          Druck,    wobei das Kühlgas über die Kanäle<B>109</B> nach  Stellen relativ niedrigen Druckes abströmen kann.  Der Zustrom des Gases erfolgt in der durch Pfeile  angegebenen Richtung und hierauf axial auf paral  lelen Wegen durch den Luftspalt     und:durch    die     öff-          nungen   <B>110</B> nach der die Spule, 44 aufnehmenden  Höhlung     (Fig.   <B>1</B> und 2).

   Nach Durchströmen des  Luftspaltes rechts in     Fig.    2 teilt sich der Gasstrom  in zwei Teilströme. auf, von denen der eine durch das  von den Kollektoren gebildete Labyrinth und der  andere     irt    die genannte Höhlung gelangt. Zwischen  den Platten<B>78</B> und<B>82</B> hindurch gelangt das Gas auch  in das Labyrinth links neben dem     Rotor-Kollektor.     So dient     das    Gas auch dazu, Flüssigkeitsteilchen am  Ausfliessen aus der     Stromdurchgangs-Kammer    durch  das Labyrinth in den     Luftpalt    zu hindern.

   Jedes etwa  noch austretende     Flüssigkeitsteilchen    wird im Laby  rinth oder im Luftspalt durch den in entgegengesetz  ter Richtung strömenden Gasstrom aufgehalten. Die  Rohre<B>108</B> führen somit ein Gemisch von     Leckflüs-          sigkeit    und Kühlgas. Das flüssige Metall wird in  einem     Abscheider   <B>97</B> abgetrennt und das Gas über  Rohre<B>118</B> wieder in das Innere des Gehäuses<B>10</B>  geführt.  



  Die aus den     Fig.   <B>1</B> und<B>3</B> ersichtliche     Klemmen-          konstruktion    sorgt für eine ausgeglichene Stromver  teilung im     Stator.    Die Anordnung von den     Stator    mit  den Klemmen verbindenden Leitern und die Tatsa  che, dass der     Rotorwiderstand    gegenüber dem Wider  stand der Sammelschienen gering ist, ermöglicht die  gewünschte Stromverteilung im Generator.  



  Die     Klemmenanordnung    besteht aus zwei starken  Kupferringen<B>76</B> und<B>77,</B> welche, die     Statoren    umge  ben und an den zylindrischen     Statorleitern    74     ange-          schweisst    oder auf andere geeignete Weise befestigt      sind, um von diesen den Strom vom     Stator-Kollektor     her aufzunehmen.

       Fig.   <B>1</B> zeigt nur die allgemeine  Anordnung, doch ist ersichtlich, dass von der     Klein-          menkonstraktion    der linke Ring<B>76</B> mit dem linken       Stator    und der rechte Ring<B>77</B> mit dem rechten     Stator     verbunden ist. Zwecks gleichmässiger Stromverteilung  wird jeder Ring an vier über den Umfang verteilten  Stellen von laminierten, horizontal verlaufenden Kup  ferplatten 144 angezapft, welche     mit    vertikalen Steig  leitungen 146 verbunden sind, die den Strom nach  den ausserhalb des     Generators    befindlichen Sammel  schienen leiten.

   Die horizontalen Leiter bestehen aus  <B>je</B> acht Lamellen mit einem Querschnitt von etwa  <B>3</B> X<B>300</B> mm. Diese vier Leiter auf jeder Seite der  Maschine sind so aufgeteilt, dass die beiden unteren  den Strom aus der unteren Hälfte und die beiden  oberen den Strom aus der oberen Hälfte der Ma  schine ableiten. Die Leiter sind vorzugsweise an die  Ringe<B>76</B>     bzw.   <B>77</B> angeschweisst und an den äusseren  Enden mit den Steigleitungen 146 vernietet.  



  Neben der beschriebenen Form des     Stator-Kol-          Icktors    sind natürlich auch andere Ausführungen  möglich. Statt eine Kupferschicht<B>93</B> aufzubringen,  kann der ganze     Kollektor    aus einer     Kupfer-Alumi-          nium-Legierung,    rostfreiem Stahl oder einem anderen  nichtmagnetischen Material genügender Festigkeit  und Leitfähigkeit hergestellt werden. Die Wandstärke  gegenüber dem     Rotor-Kollektor    wird in einem sol  chen Fall erhöht werden, um genügende Leitfähigkeit  zu gewährleisten.

      Ferner brauchen die gegenüberliegenden Um  fangspartien am Rotor- und am     Stator-Kollektor     nicht unbedingt geradlinig zu verlaufen, sondern kön  nen mit Umfangsrillen versehen sein, welche für eine  noch     gleichmässigere    Flüssigkeitsverteilung in der  Kammer und noch geringere     Leckverluste    aus diesem  Raum sorgen. Natürlich sind auch andere Mittel zur  Aufrechterhaltung eines Druckes auf die Flüssigkeit  und damit eines einwandfreien Kontaktes zwischen  den     Kollektor-Oberflächen    anwendbar.  



  Bei einer weiteren Variante kann die     Kamnipar-          tie   <B>66</B> radial nach aussen verlängert sein, bis deren  Aussenkante mit der Schulter<B>62</B> am     Rotor-Kollek-          tor    bündig ist.  



  Die Wirkungsweise des beschriebenen     Generators     ist folgende: Nachdem der Rotor auf die Nenndreh  zahl beschleunigt worden ist, werden die Pumpen<B>98</B>  in Betrieb gesetzt und die     Strorndurchgangskammern     <B>90</B> vollständig mit flüssigem Metall gefüllt. Werden  nun die Feldspulen 44 erregt, so wird in den mit  dem zylindrischen Kupfermantel<B>51</B> nach dem     Rotor-          Spannung    induziert, welche einen Stromfluss entlang  dem     zylindrischen    Kupfermantel<B>1</B> nach dem     Rotor-          Kollektor    zu Folge hat.

   Währenddem der Mantel<B>51</B>  den elektrischen Strom nach dem     Rotor-Kollektor     hinführt, leitet ihn der zylindrische Leiter 74 im       Stator    in entgegengesetzter Richtung nach den Aus  gangsklemmen, nachdem er die Strorndurchgangs-    Kammer durchquert hat. Diese Kupferleiter verhin  dern die vollständige Sättigung des Eisens. Der Lei  ter 74 am     Stator    ist das Äquivalent einer Kompen  sationswicklung. Dessen besondere Lage und Anord  nung begrenzt die induzierte Spannung, die durch  Änderung der angeschlossenen Belastung auftritt.

      Verschiedene abweichende Ausführungen und  Ausgestaltungen von Einzelteilen sind denkbar, um  die gewünschte Aufrechterhaltung eines Druckes in  der     Stromdurchgangskammer    und die Zirkulation  durch die Kühler zu erreichen. Der Hauptgedanke  besteht in der Ausübung eines Druckes auf das flüs  sige Metall in der Kammer<B>90,</B> um einen wirksamen  Stromdurchgang vom Anker nach dem     Stator    errei  chen zu können. Beispielsweise ist es nicht erforder  lich, dass die Umfangsfläche des     Rotor-Kollektors   <B>50</B>  eine Zylinderfläche darstellt.

   Solche Abweichungen  werden im allgemeinen leine Änderung in der Lage  und Gestalt der Ringe<B>92</B>     und/oder    in der Grösse,  Anzahl und Anordnung der Austrittsöffnungen für  das flüssige Metall notwendig machen. Die Lage und  Form der Schultern<B>62</B> kann     schliesslich    ebenfalls  verschieden sein, oder diese können ganz weggelassen  werden,<B>je</B> nach dem Ausmass der     Leckverluste    des  flüssigen Metalls bei einem bestimmten Generator.  Das Kühlgas strömt unter genügend hohem Druck in  die die     Kollektoranordnung    umgebende Höhlung, um  jedes Eindringen von flüssigem Metall in den Luft  spalt zu verhindern.

   Soll die Maschine angehalten  werden, so wird der Strom auf Null gebracht und die  Flüssigkeitspumpen<B>98</B> ausgeschaltet. Der Nachschub  über die Leitungen 94 hört somit auf, und das flüs  sige Metall strömt durch die     Zirkulations-Abfluss-          öffnungen    aus der     Stromdurchgangs-Kammer    in den  Sammelkanal 104, von wo es in den     Vorratsbehäl--          ter    fliesst.

Claims (1)

  1. <B>PATENTANSPRUCH</B> Unipolargenerator mit einem Stator und einem in diesem drehbar gelagerten Anker, wobei der Stator einen Magnetkern mit Mitteln zur Erzeugung des Feldflusses aufweist, mit einander gegenüberliegenden Teilen am Stator und am Anker, welche eine im Luftspalt liegende Stromdurchgangs-Kammer bilden, mit der Kammer verbundene Mittel zur Zufuhr von flüssigem Metall und zu dessen Ableitung aus der Kammer zur Aufrechterhaltung einer Zirkulation des flüssigen Metalls in der genannten Kammer, welches einen Stromfluss durch die Kammer ermöglicht, ge kennzeichnet durch Umlenkmittel <B>(92)</B> für das flüs sige Metall,
    welche in dem Weg des flüssigen Metalls angeordnet sind, auf dem dieses durch magnetische Kräfte aus der Kammer<B>(90)</B> abgedrängt wird, und welche bestimmt sind, das flüssige Metall gegen die Kammer zurückführen und so den Druck im Innern der Stromdurchgangs-Kammer zu erhöhen, um den Oberflächenkontakt zwischen dem flüssigen Metall einerseits und den die Kammer bildenden Teilen an Anker und Stator anderseits zu verbessern.
    <B>UNTERANSPRÜCHE</B> <B>1.</B> Unipolargenerator nach Patentanspruch, ge- kennze,chnet durch ringförnüge Teile<B>(92)</B> am Stator, welche die bei umlaufendem Anker aus der Strom- durchgangs-Kammer seitlich abgelenkte Flüssigkeit auffangen und wieder in Berührung mit dem umlau fenden Anker-Kollektor bringen.
    2. Unipolargenerator nach Patentanspruch,<B>ge-</B> kennzeichnet durch einzelne in den gegenüberliegen den Seitenwänden des Stator-Kollektors vorgesehene, über den Umfang verteilte, mit der Stromdurchgangs- Kammer verbundene Öffnungen, welche einen Teil des axial abgelenkten flüssigen Metalls zwecks Zir kulation abführen.
    3.Unipolargenerator nach Patentanspruch, ge kennzeichnet durch<B>je</B> eine Schicht eines Materials guter Leitfähigkeit auf den benachbarten Oberflächen der Statorbohrung und der Anker-Aussenfläche, wel che den Stromfluss im Stator und im Anker in entgegengesetzten axialen Richtungen herbeiführen, zwecks Verminderung der Induktionswirkung bei Belastungsänderungen.
    <B>C</B> 4. Unipolargenerator nach Pati--ntansprach und Unteranspruch<B>3,</B> gekennzeichnet durch Mittel zum Anschluss der genannten Schicht in der Statorboh- rung an eine Klemmenanordnung zur Überleitung des im Generator induzierten Stromes auf Sammel schienen.
CH8247959A 1959-01-02 1959-12-30 Unipolargenerator CH389762A (de)

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