Электрическая машина
Иллюстрации
Реферат
О П И С А Н И Е <„ qgo44
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено25,09.70 (21) 1484666/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.08.76.Бюллетень № 31 (45) Дата опубликования описания 26.02.77 (51) М. Кл.
Н 02 К 3/28
Н 01 L 39/04
Гасударственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.313.
39*537.31 2.62 (088.8) (72) Авторы изобретения
Х.Л. Даугулис и 3.К. Сика (71) Заявитель Физико-энеРге т ический инс1 итУт А Н Латвийской CCP (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА
Изобретение относится к электротехнике и, в частности, к бесконтактным электрическим машинам.
Известны электрические машины, содержащие статор и ротор, выполненные в виде набора дисков, несущих обмотки, охлаждаемые до криогенных температур. На дисках ротора из изоляционного материала располагается сверхпроводящая обмотка возбуждения, которая питается постоянным током че- 0 рез контактные кольца, укрепленные на валу ротора (1 .
Однако присутствие контактных колец снижает надежность электрической машины и увеличивает приток тепла к сверхпроводя- д щей обмотке.
Известна также электрическая машина, содержащая статор и ротор, выполненные в виде набора дисков, несущих обмотки, из которых обмотки возбуждения и якорные Рас- 20 положены на статорных дисках, а на роторных дисках расположены короткозамкнутые многофазные обмотки, проводники которых меняют порядок следования фаз. При этом чередование проводников происходит на наружнои цилиндрическои поверхности диска ротора, а активные части обмотки расположены друг против друга по обеим сторонам диска (2).
Однако присутствие ферромагнитных магнитопроводов на роторе и статоре, плохое использование системы возбуждения в многодисковой конструкции приводят к значительному весу и габаритам машины и снижают ее удельную мощность.
Целью изобретения является снижение веса и габаритов машины, предназначенной для работы в режиме синхронного двигателя или генератора.
Для этого обмотки возбуждения и якорная расположены на одних и тех же статорных дисках, а проводники обмоток ротора расположены с изменением порядка следования фаз по направлению от наружной части роторных дисков к их центру, причем обмотки помещены в среду, обеспечивающую глубокое охлаждение, например, в криостат.
Изобретение пояснено чертежами.
На фиг. 1 приведена схема конструкции
526044 машины; на фиг. 2 — вариант выполнения короткозамкнутой обмотки ротора.
Электрическая машина содержит диски
1 статора, обмотку 2 якоря, обмотку 3 возбуждения, диски 4 ротора, короткозамкнутую обмотку 5 ротора, вал 6, криостат
7, сверхпроводяшие экраны 8.
На дисках 1 статора, выполненных из электроизоляционного материала, например стеклопластика, расположена обмотка 2 10 якоря, выполненная по типу якорной обмотки асинхронного преобразователя частоты.
На тех же дисках расположена обмотка возбуждения 3. Обмотки 2 и 3 могут быть расположены на одной или по обеим сторонам дисков 1.
Электрические соединения между обмотками отдельных статорных дисков выполняются при помощи перемычек. Диски 4 закреплены на валу 6 и расположены между дисками 1 статора. Дисков 4 ротора на один меньше, чем дисков 1 статора. На дисках
4 расположены проводники короткозамкнутой обмотки 5 ротора. Число проводников обмотки 5 на пару полюсов обмотки возбуждения
3 должно быть не менее трех. Эти проводники меняют свое положение по направлению к центру диска 4 так, чтобы направление вращения магнитного поля многофазной системы ротора совпадало с направлением вра30 шения ротора электрической машины.
На фиг. 2 показано расположение проводников обмотки 5 ротора в случае, когда на пару полюсов приходится четыре проводника
35 ротора.
Все обмотки 2, 3 и 5 выполняют из чистых металлов или сверхпроводников второго рода (N5 5, N) д и т.д.) и они охлажЪ 3 даются до криогенных температур, например, 40 прокачкой газообразного гелия с температурой 5-15оК через внутреннюю полость криостата 7.
Криостат 7 одновременно служит корпусом электрической машины.
Для экранировки магнитных полей могут быть установлены сверхпроводяшие экраны
8, выполненные в виде дисков из сверхпроводника первого рода или короткозамкнутых сверхпроводящих колец.
При использовании электрической машины в качестве генератора к обмотке возбуждения 3 подается постоянный ток. Магнитный поток, созданный этими обмотками, пронизывает поперек диски 1 статора и 4 ротора.
При вращении ротора в короткозамкнутой обмотке 5 наводится электродвижушая сила и появляется ток. Вследствие изменения порядка следования фаз ротора перекрещиванием проводников обмотки 5 скорость врашения магнитного поля в зазоре между обмот— кой 2 якоря и обмоткой 5 вдвое больше скорости вращения ротора, что приводит к наведению в обмотке 2 якоря электродвижущей силы двойной частоты.
Отсутствие в активной зоне предложенной машины ферромагнитных деталей, удвоение скорости вращения магнитного поля приводят к снижению веса и габаритов электрической машины, Применение предложенной машины целесоообразно в качестве синхронного генератора или двигателя на стационарных или подвижных установках.
Формула изобретения
1. Электрическая машина, содержащая статор и ротор, выполненные в виде набора дисков, несущих обмотки, из которых обмотки возбуждения и якорные расположены на статорных дисках, а на роторных дисках расположены короткозамкнутые многофазные обмотки, проводники которых расположены с изменением порядка следования фаз, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения веса и габаритов, обмотки возбуждения и якорные расположены на одних и тех же статорных дисках, а проводники обмоток ротора расположены с изменением порядка следования фаз по направлению от наружной части роторных дисков к их центру.
2. Машина по п. 1, о т л и ч а ю ш ая с я тем, что обмотки помещены в среду обеспечивающую глубокое охлаждение, например, в криостат.
Источники информации, принятые во вни— мание при экспертизе:
1. Патент Великобритании, кл. Н 2 А, Н1К (Н02) № 1050521, 1966.
2. Патент Германии № 15 8347, кл.
21 с 26, 1 904.