SU864450A1 - Унипол рна машина с жидкометаллическими контактами - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электрическим Мсштнам посто нного тока, а именно к унипол рным машинам (УМ). Эти машины используютс  в электротехнологических установках большого тока, дл  питани  МГД-устройств в крупных системах электропривода и в других област х техники. Известно большое разнообразие конструкций УМ с жидкометаллическими контактами 11. Однако с увеличением скорости вращени  их характеристики, в частности КПД, в значительной степени определ ютс  потер ми на трение в контактах, главным образом в периферийных контактах. Известно щеточное контактное уст ройство, содержащее промежуточные электроды в виде вгша и насаженного на него диска с проволочной щеткой Данна  машина позвол ет уменьшить потери на трение за счет выравнивани  линейных скоростей диска  кор  УМ и промежуточного щеточного элект рода 2. Однако данный контакт, как и дру гие твердые контакты, ввиду малой поверхности касани , не позвол ет передавать большие токи и характери зуетс  существенным падением напр жени  . Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  машина, в которой с целью улучшени  массо-габаритных показателей УМ и повышени  напр жени   кор , на одном валу размещены два диска  кор , а ферромагнитопровод сдвлгш единым. К таким машинам относитс , например, сдвоенна  У№ с жидкемлеталлическими. контактами . В этой УМ диски  кор  электрически последовательно соединены между собой по валу, что позвол ет уменштть число подвижных контактов до двух контактов, расположенных на перифе{жи дисков {3}. Однако така  конструкци  машины не обеспечивает существенного увеличени  КПД W1, поскольку основные потери мощности приход тс  именно на пеЕадфе жйные контакты. Желательно иметь УИ, котсфа  при высокой удельной мощности на единицу массы или объема х$ладает также большим КПД и рассчитана иа большой ток. Цель изобретени  - повьацение КПД и улучшение массо-габаритных показателей .

Эта цель достигаетс  тем, что оба выходных жидкометаллических контакта размещены у вала, диски  кор  электрчески изолированы от вала и соединены между собой последовательно по периферии, а промежуточное жидкометаллическое контактное устройство выполнено в виде стержней с контактными дисками, установленных в подшипниках , размещенных у периферии дисков  кор .

Введение промежуточного жидкометаллического контактного устройства с вращающимис  электродалш и использование выходных жидкометаллических контактов у вала обеспечивают передачу большого тока при малых потер х на трение ввиду выравнивани  линейных скоростей электродов каждого из периферийных контактов и при малом падении напр жени .

На фиг. 1 представлена конструктивна  схема унипол рной машины с жидкометаллическими контактами; на фиг. 2 - то же, поперечное сечение, разрезы А-А и Б-Б на фиг. 1.

Унигюл рна  машина включает два диска  кор  1, укрепленные на одном валу Г. с помощью изол ционных втулок 3, Соответственно имеютс  два выходных жидкометаллических контакта -4, которые могут одновременно служить подшипниками. Совмещение контактов с подшипниками дает дополнительное уменьшение габаритов и масы а также устран ет необходимость в уплотнени х между этими узлами. Статор машины симметричен и состоит из двух обмоток возбуждени  5 и ферромагнитопровода 6. Возможно исполнение машины и без ферромагнитопровода .

, Электрическое соединение дисков  кор  1 между собой, осуществл етс  посредством промежуточного жидкометаллического контактного устройства которое включает р д стержней 7 с контактными дисками 8, опирающихс  на подшипники 9 и вращающихс  относительно собственных осей. Ввиду малой нагрузки на стержни здесь можно использовать, например, газовые подшипники скольжени  с самонагнетанием смазки, отличающиес  очень низкими потер ми на трение. Прдшипники либо изготовлены из непровод щего материала, либо изолированы от феррмагнитопровода .

Унипол рна  машина работает следующим образом.

При наличии тока в обмотках возбуждени  5 в ферромагнитопроводе 6 возникает магнитный поток, который пересекает диски  кор  1. В случае вращени  вала 2 от внешнего привода в дисках  кор  .1 создаютс  ЭДС, которые снимаютс  с помощью выходных жидкометаллических контактов 4 и прмежуточного контактного устройства

у периферии дисков 1 (режим унипол рного генератора) . В случае подве-. дени  напр жени  от внешнего источника к выходным контактам 4 наличие тока в дисках  кор  1 и магнитного пол  возбуждени  обусловливает электромагнитный момент, который приводит в движение ротор машины, включающий вал 2 и диски  кор  1 (режим унипол рного двигател ). Токи в дисках  кор  1 противоположны по направлению: в одном диске ток течет от периферии к центру, а в другом - от центра к периферии. Таким образом, предложенна  машина представл ет собой сдвоенную УМ с последовательным соединением дисков  кор . В результате оба выходных контакта 4 расположены у вала и имеют малую относительную скорость движени  электродов

20 Периферийное контактное устройство  вл етс  промежуточным и действует следующим образом.

Расположенные на концах стержней 7 контактные диски 8 погружены в жидкометаллические кольца 10, которые образуютс  во внутренних проточках дисков  кор  1 при их вращении и вращаютс  вместе с дисками. Жидкий металл приводит в движение стержни с контактными дисками, благодар  чему разность скоростей электродов (контактных дисков 8 и дисков  кор  1) оказываетс  близ.кой к нулю. Это обеспечивает очень малые потери мощности на трение. Капли жидкого металла, срывающиес  с поверхностей контактных дисков 8 при выходе из жидкометаллического кольца 10, улавливаютс  с помощью кольцевых проточек в статоре и возвращаютс  в рабочую зону контактов, Внутренние поверхности статора покрыты изол ционнь1м слоем дл  предотвращени  короткого замыкани .

Claims (3)

1. Бертинова А.И. и др. Унипол рные электрические машины. М.-Л., Энерги , 1966, с. 19.

10

2.Патент Англии № 1374243, кл. Н 2 А, 1965.

3.Патент США № 2755398-кл.310-178, 1968.

Ю