Изобретение относитс к электри- , ческим машинам, содержащим сверхпровод щие или гиперпроводниковые обмот ки, преимущественно к гидрогенераторам . . Известна электрическа машина, в которой сверхпровод ща обмотка возбуждени расположена во вращающемс роторе, внутрь которого через вращаю щийс узел ввода подаетс хладоагент { . При таком исполнении сн тие тока нагрузки корной обмотки .производитс через неподвижные соединени , но при том усложн етс конструкци кри остата, что обуславливаетс наличием вращающегос узла ввода и вывода хла доагента, вращением криогенных жидкостей в роторе, передачей большого вращающегос момента по элементам криостата, необходимостью сохранить высокий вакуум в полост х вращак цего с . криостата и другими специфическими требовани ми, Наиболее близкой по технической сущности к предложенному изобретению вл етс электрическа машина с крио генным охлаждением обмотки возбуждеWи содержаща ротор с вертикальной осью вращени , на котором размещена пом нута обмотка возбуждени , неодвижный криостат с хладоагентом, в котором установлен ротор с валом, тепловой мост, соедин ющий охлаждаемую зону с наружной зоной криостата, и герметичное вращающеес уплотнение, установленное на валу ротора, причем криостат выполнен в виде двух секций, в нижней из которых, заполненной жидкнм хладоагентом, размещен нижний конец вала 2 . Известна конструкци имеет недостаточную надежность, вызванную тем, что вращающа с обмотка расположена в жидком «ладоагенте, обмотка-недостаточно защищена от теплопритоков по верхнему концу вала, а также тем, что уплотнение расположено внутри криостата. Цель изобретени - повышение эксплуатационной надежности. Поставленна цель достигаетс тем, что предлагаема электрическа машина снабжена теплообменником, например , в виде дисков, закрепленным на верхнем конце вала, верхн секци криостата заполнена парами хладоагента и. в ней расположена упом нута oj лаждающа обмотка, тепловой мост выполнен в виде тонкостенного полого цилиндра, размещенного на валу между теплообменником и наружной зоной криoctaTa , а уплотнение расположено в наружной зоне криостата Сущность изобретени по сн етс чертежом. Машина имеет ротор 1 со сверхпровод щей или гиперпроводниковой обмоткой , имеющей тепловой контакт с нил5ним свободным концом вала 2, Ротор помещен в неподвижный криостат 3,эаливаемый криогенной жидкостьюа4о На верхнем приводном конце вала 5 установлены теплообм.энник 6 и тепловой мост 7, Пары лсидкости 4 выход т через патрубок 8. Снаружи криостата 3 установлен статор 9 Криостат 3 имеет оболочки 10 из неметаллического материала. Внутренний объем криостата 3 с криогенной жидкостью 4 окружен дополнительной емкостью с промежуточной криогенной жидкостью 11, Подачу и отвод криогенной жидкости 11 осуществл ют через патрубки 12 и 13, Подачу криогенной жидкости 4 осуществл ют через патрубок 14. В крышке 15 криостата выполнено уплотнение 16 верхнего приводного ко да- вала 5 и мажет быть установлен подшипник 17, Вне криостата 3 на ва лу 5 соедин емом с приводом 18 установлены контактные кольца 19, На кор пусе криостата 3 установлен патрубок 20 дл обеспечени откачки вакуумиру мых полостей криостата 3 Охлаждение обмотки ротора 1 осуществлено за счет теплопроводности по валу 2 от обмотки к криогенной жи кости 4, Дл обеспечени минимального перепада температуры по валу 2 он выполнен с минимсшьным тепловым сопротивлением и имеет надежный тепловой контакт с охлаждаемой обмоткой, Пары криогенной жидкости 4 охлаждают верхний конец вала 5, проход через теплообменник б, выполненный, например в виде дисков, поочередно закреп ленных на валу 6 и стенке 10 криоста та 3, Дл уменьшени теплопритока по валу 5 служит тепловой мост 7, выпол ненный, например, в виде пустотелого цилиндра с тонкими стенками. Дл пре дотвращени утечки паров криогенной жидкости 4 из криостата в крьиике 15 криостата установлено уплотнение 16, которЬе работает практически при тем пературе окружающей среды. Дл предо вращени нагрева стенок 10 криостата 3 за счет вихревых токов, они выполненн из неметаллических материалов Поскольку криостат неподвижен, то возможна посто нна откачка вакуумных полостей криостата. во врем ра ботымашины. Дл уменьшени теплопри токов к криогенной жидкости 4, она окружена сосудом, заполненным вспомо гательной криогенной жидкостью 11, ЯМеквдей например более высокую темпе ратуру кипени , чем жидкость 4, Статор 9 машины может быть как обычного исполнени с обмоткой, на- пример, из меди, так и с криогенным охлаждением и обмотками из сверхпровод щих или гиперпроводниковых материалов . В последнем случае он заключаетс в криостат, который может быть выполнен совместно с криостатом 3, TakaH конструкци криогенной электрической машины с вертикально расположенной осью вращени и обмоткой возбуждени , расположенной на роторе, позвол ет отказатьс от вращающихс узлов ввода, ротора и вывода из него хладоагента дл охлаждени обмотки .-. максимально упростить конструкцию криостата с обеспечением возможности поддержани посто нного высокого вакуума в вакуумных полост х криостата во врем работы машины и разгрузив механически криостат, обеспечив минимальный теплоприток внутрь криостата за счет теплопроводности по его. стенкам и элементам креплени и обес,печить работу уплотнени при температуре окружающей среды. Формула изобретени Электрическа машина с криогенным охлаждением обмотки возбуждени , содержаща ротор с вертикальной осью вращени , на. котором размещена упом нута обмотка возбуждени , неподвижный криостат с хладоагентом, в котором установлен ротор с валом, тепловой мост, соедин ющий охлаждаемую зону с наружной зоной криостата, и герметичное вращающеес уплотнение, установленное на валу ротора, причем криостат выполнен в виде двух секций, в нижней из которых, заполненной жидким хладоагентом, размещен нижний конец вала, отличающа с тем, что, с целью повышени надежности , она снабжена теплообменником, например , в виде дисков, закрепленным на верхнем конце вала, верхн из упом нутых секций криоста а заполнена парами хладоагента ив ней расположена указанна охлаждаема обмотка, тепловой мост выполнен в виде тонкостенного полого цилиндра, размещенного на валу между теплообменником и Наружной зоной криостата, а упом ну--; тое уплотнение расположено в наружнс)й зоне криостата. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Ворзов Г,Г. и др. Проблемы создани турбогенераторов большой мощности со сверхпровод щими Обмотками возбуждени , М., Энергетика И транспорт . Извести АН СССР, № 4,, 1972, с. 25. 2/Патент США № 3940643, ; кл. Н 02 К 9/00, 310-52, 1976.
IS
20 10
ia