Униполярная машина

Униполярная машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

CFGO !

К 1 ! нА 1 < тека " ..-1 о п Й-с-"Ж-н и е (») 437!84

Союз Советских Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 28.02.73 (21) 1888775 24-7 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.07.74. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 30.12.74 (51) М. Кл. Н 02k 31, 04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретений и открытии (53) УДК 621.313.292 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Б. Л. Алиевский, А. И. Бертинов и Б. А. Базарнов

Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (54) УНИПОЛЯРНАЯ МАШИНА

Изобретение отйосится к электротехнике.

Известна униполярная машина, на роторе которой имеется кольцевой выступ с внутренней кольцевой камерой для жидкого металла, в который погружены электроды.

Однако известная конструкция не позволяет осуществлять многократное и кратковременное замыкание цепи якоря при вращающемся роторе за счет изменения уровня жидкого металла в кольцевом углублении.

Целью изобретения является усовершенствование ротора для многократного и кратковременного коммутирования цепи якоря контактной жидкостью при вращающемся роторе и больших токах в подвижном контакте и улучшение условий коммутирования при заданных параметрах системы управления контактом.

Для этого в роторе во внутренней кольцевой камере для жидкого металла закреплена кольцевая перегородка, установленная с зазором относительно дна камеры и разделяющая камеру на две части, одна из которых соединена с каналами, выполненными в роторе.

Углубления по обе стороны перегородки имеют кольцевые уступы, радиальное расстояние между которыми определяется допустимым перепадом уровней свободной поверхности жидкости, находящейся в обеих частях камеры.

На чертеже представлен вариант конструкции ротора.

Ротор униполярной машины содержит кольцевой выступ 1 (выступ может располагаться снаружи ротора, а не сбоку, как показано на чертеже), имеющий внутреннее кольцевое углубление для жидкого металла 2. Углубление разделено кольцевой перегородкой 3 на две примерно равные по объему части, сообщающиеся между собой по зазору 4 между перегородкой и дном углубления 5. Зазор должен быть достаточно большим, чтобы не препятствовать перетечке жидкости из одного углубления в другое, но не настолько большим, 15 чтобы край перегородки мог выйти из жидкости при изменении ее уровня. Кольцевые углубления по обе стороны перегородки ближе к оси ротора резко расширяются, образуя уступы 6 и 7. Полость 8 за перегородкой со20 единена с каналами 9, которые по осевому отверстию в вале ротора сообщаются с внешней регулируемой газовой магистралью.

Штриховыми линиями условно показан на рисунке неподвижный кольцевой электрод 10.

25 Предлагаемая конструкция ротора позволяет использовать жидкий металл для многократного и кратковременного коммутирования якорной цепи при вращающемся роторе без изменения объема этой жидкости в коль30 цевом углублении и без ее расхода через

437184 внешнюю систему, Для этого требуются: устройство для однократного заполнения кольцевого углубления жидким металлом и напорное устройство, позволяющее многократно с заданной периодичностью создавать и устранять во внутренних каналах ротора избыточное давление газа или электроизоляционной жидкости с малой плотностью. Такой ротор может быть применен в униполярных генераторах и двигателях, В генераторном режиме могут быть получены импульсы тока длительностью порядка 10 сек. Электрический контакт между ротором и внешней цепью может быть кольцевым либо зональным в зависимости от конструкции неподвижного электрода. Имеющиеся в углублениях ротора кольцевые уступы позволяют улучшить условия коммутированпя цепи: улучшают условия для гашения дуги, которая может возникнуть при размыкании контакта, исключают выплескивание жидкости из углубления и уменьшают случайные искажения формы импульсов, что позволяс г генерировать идентичные между собой импульсы тока.

При работе униполярной машины ротор вращается, и жидкий метал 2 в кольцевом углублении принимает под действием центробежных сил положение, показанное на чертеже. Для замыкания цепи якоря необходимо в каналах 9 внутри ротора создать избыточное давление газа, подводимого в центральную часть ротора от регулируемой газовой магистрали. Газ будет давить на свободную поверхность жидкого металла, находящегося в полости 8. жидкость будет перетекать по зазору 4 в соседнее кольцевое углубление до установления нового равновесия сил, действующих на жидкость (сил центробежных и давления газа). При этом свободная поверхность жидкости сместится в полости 8 до уровня n — n, а в соседнем кольцевом углублении — до уровня т — т. Неподвижный электрод 10 окажется погруженным в жидкий металл; цепь якоря будет замкнута. Для размыкания контакта достаточно устранить избыточное давление газа во внутренних каналах ротора. жидкость вернется в исходное положение, и цепь якоря разомкнется.

Для работы униполярного генератора в импульсном режиме важно, чтобы замыкание и размыкание цепи якоря происходило быстро, Чем быстрее происходит коммутирование цепи, тем короче могут быть получены импульсы тока и тем лучше условия для гашения дуги, которая может возникнуть при размыкании цепи (при этом важно также, чтобы при размыкании жидкий металл отводился на как можно

55 большее расстояние от неподвижного электрода). Но при больших скоростях изменения уровня жидкого металла он не должен выплескиваться из углубления в роторе, а глубина погружения неподвижного электрода в жидкий металл не должна меняться при многократном замыкании цепи. Величина и скорость смещения уровня свободной поверхности жидкого металла прямо пропорциональны величине и скорости изменения давления газа в полости 8. Для того чтобы улучшить условия коммутирования цепи при данных рабочих параметрах газовой магистрали (величине и скорости изменения давления газа в полости 8), кольцевые углубления в роторе сделаны ступенчатыми. При замыкании цепи небольшое изменение уровня жидкого металла в полости 8 вызывает значительное смещение уровня в углублении, где расположен неподвижный электрод 10. Так будет, пока свободная поверхность жидкости не достигнет уровней n — n и т — и, где расположены уступы 6 и 7. За этими уступами величина и скорость смещения уровней изменяются: в углублении, где расположен электрод 10, смещение уровня будет незначительным даже при существенном изменении уровня жидкости за перегородкой 3, Все это позволяет увеличить расстояние между жидким металлом и неподвижным электродом при размыкании цепи, увеличить скорость коммутирования этой цепи и обеспечивает постоянную глубину погружения неподвижного электрода в жидкий металл при многократном замыкании цепи. Заливка металла в углубление может производиться, например, с помощью каналов в неподвижном электроде. Металл эвакуируют по окончании работы при остановке ротора.

Предмет изобретения

1. Униполярная машина, содержащая ротор с кольцевым выступом, внутренней кольцевой камерой и каналами для подачи к ней жидкого металла, о тли ч а ю ща я ся тем, что, с целью улучшения процесса коммутации, в камере внутри ротора за креплена кольцевая перегородка, установленная с зазором относительно дна камеры и разделяющая камеру на две части, одна из которых соединена с каналами, выполненными в роторе.

2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что в камере ротора по обе стороны перегородки выполнены кольцевые уступы, радиальное расстояние между которыми определяется допустимым перепадом уровней жидкости в обеих частях камеры.

437184

Составитель А. Трепутнева

Техред В. Рыбалова

Корректоры: О. Данишева и E. Давыдкина

Редактор О. Кунина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3452/18 Изд, № 113 Тираж 722 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5