Электрическая машина постоянного тока

Электрическая машина постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

307467

Союэ Саветскиа

Социалистических

Республик

Зависимое OT BBT. свидетельства № 245201

Заявлено 28.Vill.1967 (№ 1183832!24-7) с присоединением заявки ¹ 1183833/24-7

Приоритет

Опубликовано 21 V1.1971. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 04ХП1.1971

МПК H 02k 29/02

Н 02k 3/00

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете министров

СССР

УД К 621.313.29:538.6.632 (088.8) Автор изобретения

Е. Д. Клюшнев

Заявитель

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ПОСТОЯННОГО ТОКА

По основному авт. св. М 245201 известна электрическая машина постоянного тока, содержащая якорь и индуктор, работа которой основана на использовании эффекта Холла, причем якорная обмотка машины выполнена 5 из лентообразного полупроводникового материала с вь,сокой подвижностью токоносителей.

Предлагаемая машин отличается от известной тем, что якорная обмотка выполнена в 10 виде цилиндрического многовиткового рулона, к началу и концу которого в средних точках по образующей рулона, расположенных под одноименными полюсами индуктора, присоединены токоподводящие проводники. 15

Такое выполнение машины позволяет повысить ее энергетические показатели и надежность.

На фиг. 1 проиллюстрирован процесс генерирования постоянной э.д.с. в лентообразном 20 проводнике описываемой машины; на фиг. 2 показана предложенная машина, поперечный разрез; на фиг. 3 — то же, продольный разрез; на фиг. 4 — 8 — различные варианты конструктивного исполнения описываемой маши- 25 ны.

Принцип действия предлагаемой электрической машины основывается на следующем физическом явлении: если взять плоский проводник 1 (фиг. 1) в виде пластины, ленты или 30 пленки и перемещать вдоль его поверхности многополюсный магнит, силовые линии В которого перпендикулярны плоскости проводника, то на концах 2 и 8 проводника возникает однонаправленная э. д. с. Полярность э. д. с. зависит от направления перемещения магнита, а величина пропорциональна скорости перемещения, квадрату величины магнитной индукции, числу полюсов магнита, ширине ленточного проводника и величине подвижности токоносителей в материале проводника. Этот эффект проявляется в наибольшей степени в полупроводниках с высокой подвижностью токоносителей, таких как соленоид и теллурид ртути, арсеннх и антимоннд индия II т. п.

Такое явление объясняется следующим образом.

При пересечении поперечных образующих ленточного проводника магнитными силовыми линиями на боковых гранях этого проводника под каждым из полюсов возникает э. д. с., в результате чего в теле проводника, в плоскости, параллельной его верхней и нижней граням, возникают вихревые точки

Нр» воздействии на вихревые токи вызвавшего их магнитного поля создается отклоняющая электроны сила Лоренца. В результате действия на движущиеся электроны сил Лоренца возникает э. д. с. Холла 1, направ °

307467

55 ление которой параллельно направлению относительного перемещения магнита. Образующиеся под каждым из полюсов э. д. с. Холла е„, е„ ... е„„складываются как одинаково направленные и последовательно включенные, создавая на концах 2 и 8 проводника суммарную постоянную э. д. с.

Для увеличения выходной э. д, с. и вращающего момента электрической машины (фиг. 2) обмотка ротора выполняется в виде многовиткового цилиндрического рулона, павитого из лентообразного проводника 1, обладающего большой подвижностью токоносителей. Проводник может быть изготовлен либо методом вакуумного испарения и напыления слоя полупроводникового материала на изоляционную пленку с последующей навивкой этой пленки на стальной пакет ротора, либо методом напыления непосредственно на изолированный пакет ротора последовательно сначала тонкого слоя полупроводника, а затем еще более тонкого слоя изолятора. Сердечник 4 ротора (фиг. 3) представляет собой пакет, набранный из кольцеобразных пластин электротехнической стали.

С целью исключения пульсации генерируемой постоянной э. д. с. за счет наводок переменной э. д. с. в токоподводящих концах 2 и 8 последние присоединяются к серединам краев лентообразного проводника, располагаются под одноименными полюсами индуктора 5 и скручиваются между собой. Концы 2 и 8 присоединяются к контактным кольцам б, с которых напряжение снимается при помощи щеток 7.

Многополюсный статор (индуктор) 5 может быть выполнен в виде постоянного магнита, либо иметь электромагнитное возбуждение.

При необходимости получения от одного генератора нескольких различных напряжений обмотка ротора может быть выполнена из нескольких составных частей, каждая из которых подключается к своим контактным кольцам.

С целью снижения инерционности ротор может быть выполнен в виде полого цилиндра

8, вращаемого в зазоре между статорами, внутренним и внешним, один из которых, например внутренний 9, является индуктором.

Сердечник статора 10 .(фиг. 5) представляет собой цилиндрический пакет, набранный из кольцеобразных пластин электротехнической стали, а ротор (индуктор) 11 — сердечник с электромагнитным возбуждением.

На фиг. 6 представлен вариант исполнения предложенной машины с внутренним стато5

15 г0 г5

40 ром. Такое конструктивное исполнение машины удобнее в отношении наложения на статор полу проводниковой обмотки.

В случае применения машины в качестве возбудителя для бесконтактного генератора (фиг. 7) полупроводниковая рулонная обмотка ротора 12 соединена с обмоткой соосного с ним индуктора 18, при вращении которого генерируется напряжение в обмотке 14 статора. Первичное возбуждение на генератор подается в обмотку статора 15. Статор 15 может иметь дополнительную обмотку, которая соединяется с обмоткой 14 для получения обратных связей. При положительной обратной связи генератор может работать в качестве бесконтактного электромашинного усилителя.

На фиг. 8 изображен один из вариантов исполнения машины с электромагнитным возбуждением. Полупроводниковая обмотка наложена на сердечник ротора 12, на одном валу с которым установлен зубчатый сердечник

1б с подмагничивающей обмоткой 17 в его пазах. Машина имеет два статора: зубчатый статор 18 с обмоткой возбуждения 19 в пазах и гладкий статор 20 с полупроводниковой обмоткой 21.

При вращении машины постоянный ток возбуждения подается на клеммы 22 и 28 обмотки 19. Благодаря создавшемуся магнитному полю в полупроводниковой обмотке ротора

12 наводится постоянная э. д. с., питающая подмагничивающую обмотку 17, а благодаря создавшемуся магнитному полю в сердечнике

1б в полупроводниковой обмотке 21 в свою очередь наводится постоянная э. д. с., которая передается на клеммы 24 и 25.

Статор 18 может иметь дополнительные обмотки, присоединение которых к обмотке

21 позволяет осуществлять обратную связь по току или напряжению. При положительной обратной связи машина может быть использована в качестве бесконтактного электромашинного усилителя постоянного тока.

Предмет изобретения

Электрическая машина постоянного тока по авт. св. № 245201, отличающаяся тем, что, с целью повышения энергетических показателей, якорная обмотка выполнена в виде цилиндрического многовиткового рулона, к началу и концу которого в средних точках по образующей рулона, расположенных под одноименными полюсами индуктора, присоединены токоподводящие проводники.

307467

2,З 1О 11

14 73

12 15

2,5

2,5

Фиг-1

17 1б гРи г. б

23 2

Фи г.8

Составитель Кузнецова

Редактор А. Ю. Пейсочепко Техред А. А. Камышникова Корректор А. П. Васильева

Заказ 2170/8 Изд. № 903 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Рвушская наб., д. 4!5

Типография, пр. Сапунова, 2