Униполярная электрическая машина

Униполярная электрическая машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

пц 550735

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 26.09.74 (21) 2064084/07 с присоединением заявки № (51) М. Кл.з Н 02К 31/00

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621,313.291 (088.8) Опубликовано 15.03,77. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 01.04.77 (72) Авторы изобретения

В, Г. Данько, А. А. Чигиринский, P. И. Третевич, Л. И. Янтовский, Н. Г. Гринченко, В, С. Кильдишев и В. А. Яковенко (71) Заявитель (54) УНИПОЛЯРНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к униполярным электрическим машинам со сверхпроводниковой обмоткой возбуждения, и может быть использовано в электросиловых установках для электромеханического преобразования энергии.

Известна униполярная электрическая машина со сверхпроводниковой обмоткой возбуждения, размещенной в криостате, содержащая ротор с якорной обмоткой, соединенной с неподвижными щеточными узлами, причем неподвижный криостат с обмоткой возбуждения установлен снаружи якоря (1).

Наружное расположение криостата, а также использование объема, заключенного внутри якоря, приводят к большим размерам и весу электрической машины.

Известна также униполярная электрическая машина, содержащая криостат с цилиндрической оболочкой, сверхпроводниковую обмотку возбуждения, размещенную в оболочке криостата, ротор с якорной обмоткой, соединенной с неподвижными щеточными узлами (2).

Недостатками этой электрической машины являются сложность конструкции и обслуживания из-за наличия подшипников внутри полого ротора и удерживающей штанги, проходящей через вал.

Кроме того, общим недостатком упомянутых известных униполярных машин является то, что обмотка возбуждения и обмотка якоря разделены зазором между статором и ротором, что создает значительный поток рассеивания и, в конечном итоге, увеличивает габа5 риты и вес машины при заданной мощности.

Для уменьшения габаритов и упрощения конструкции в предлагаемой машине криостат с обмоткой возбуждения установлен на роторе, а якорная обмотка размещена на оболоч10 ке криостата.

Проводники якоря в поперечном сечении могут иметь сечение в форме соприкасающихся меньшими основаниями друг с другом двух трапеций, а в оболочке криостата могут быть

15 выполнены соответствующей формы пазы для установки в них проводников якорной обмотки. Это повышает надежность крепления обмотки якоря на вращающейся оболочке криостата и обеспечивает получение малого за20 зора между проводниками.

Внутри вакуумных теплоизолирующих заглушек криостата могут быть расположены магнитопроводящие сердечники, что позволяет

25 уменьшить намагничивающую силу обмотки возбуждения и уменьшить габариты электрической машины.

На фиг. 1 показана в продольном разрезе описываемая машина; на фиг. 2 поперечное

З0 сечение обмотки якоря.

550735

Униполярная машина содержит цилиндрический криостат 1, укрепленный на роторе, состоящий из цилиндрической оболочки 2, соединенной с двумя хвостовиками 3 и 4. В средней части криостата 1 закреплена сверхпроводящая обмотка возбуждения 5. Между каркасом 6 обмотки 6 н криостатом 1 расположены крепящие его шпонки 7. B торцовых частях криостата 1 расположены теплоизолирующие вакуумные теплоизоляционные заглушки 8 и

9 и перегородки 10.

Токоподводы 11 и система 12, подводящая и отводящая хладагент, расположены внутри теплоизолирующих заглушек и цилиндрического отверстия в хвостовике 4. На конце хвостовика 4 закреплены контактные кольца 13 и устройство 14 для подвода и отвода хладагента.

В наружной цилиндрической оболочке 2 криостата 1 выполнены фигурные пазы, в которых закреплены с помощью клиньев 15проводники 16 и 17 обмотки якоря, имеюшие в сечении вид соединенных между собой меньшими основаниями двух трапеций. Изоляция проводников 16 и 17 от корпуса криостата 1 выполнена в виде Z-образных гильз 18. Концевые части проводников 16 и 17 проточены по окружности.

Ротор униполярной машины опирается на подшипники 19,закрепленные в щитах20, Шиты 20 установлены в цилиндрическом корпусе

21. На внутренней поверхности корпуса 21 закреплены проводники 22 и 23, концы которых смещены друг относительно друга на два пазовых деления ротора, На концах проводников 22 и 23 выполнены гнезда, в которых установлены легкосъемные щеточные узлы 24.

Части 25 и 26 цилиндрического корпуса 21 могут быть выполнены утолщенными и служить магнитопроводами. Внутри вакуумных теплоизоляционных заглушек 8 и 9 могут быть расположены магнитные сердечники 27 и 28.

Работает машина следующим образом.

Сверхпроводящая обмотка 5, запитанная постоянным током через контактные кольца 13, создает магнитное поле возбуждения, которое при вращении ротора возбуждает э.д.с. в контуре, образованном проводниками 16, 17, 22 и 23.

Отсутствие воздушного зазора между вращающимся криостатом 1 и проводниками 16, 17 уменьшает поток рассеивания обмотки возбуждения, что приводит к повышению индуктируемой э.д.с. при неизменной магнитодвижущей силе.

Пространство, в котором расположена сверхпроводниковая обмотка 5 («холодная по10

55 лость»), отгорожено от внешней средысъемными перегородками 10. Подающийся в «холодную полость» жидкий хладагент (например жидкий гелий) при вращении криостата удерживается у внутренней оболочки криостата 1 центробежными силами, при этом толщина слоя жидкости определяется размерами обмотки 5 и регулируется в системе подачи хладагента. Испарившийся хладагент в виде холодного газа выходит через отверстия в перегородках 10 вблизи оси вращения. Этот холодный газ попадает в пространство между перегородками 10 и теплоизолирующими заглушками 8 и 9, откуда по щелевому каналу между внутренней оболочкой криостата 1 и теплоизолирующими заглушками 8 и 9 проходит в камеру, образованную между теплоизолирующими пробками и хвостовиками 3 и 4. Из этого пространства нагретый газ проходит к устройству 14 на выход из машины. Теплоприток в «холодную полость» блокируется вакуумными полостями между оболочками 2 в криостате 1 и теплоизолирующих заглушках 8 и 9.

Теплоприток вдоль стенок криостата 1 и заглушек 8 и 9 блокируется холодным газом, проходящим в зазоре между ними.

Формула изобретения

1. Униполярная электрическая машина, содержащая криостат с цилиндрической оболочкой, сверхпроводящую обмотку возбуждения, размещенную в оболочке криостата, с вакуумными теплоизоляционными заглушками, ротор с якорной обмоткой, соединенной с неподвижными щеточными узлами, о т л и ч а ющаяся тем, что, с целью уменьшения габаритов и упрощения конструкции, криостат с оболочкой возбуждения установлен на роторе, а якорная оболочка размещена на оболочке криостата.

2, Машина по п. 1, отличающаяся тем, что проводники обмотки якоря имеют сечение в форме двух соприкасающихся друг с другом меньшими основаниями трапеций, а в оболочке криостата выполнены пазы, для установки в них указанных проводников якорной обмотки.

3. Машина по п. 1, отличающа я ся тем, что внутри вакуумных теплоизолирующих заглушек криостата расположены магнитопроводящие сердечники.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. А. D. Appletor. «Motorgenerator and fluxpump», Oryogenis, 1969, № 6, 2. С. 1. Nole, W. С. Brenner, Н, E. Hailer.

Proc. YEEE., 61, № 1, 1973.

550735

Составитель В. Никаноров

Техред И. Карандашова Корректор А. Степанова

Редакгор С. Хейфиц

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 614/16 Изд. № 293 Тираж 899 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5