Электрическая машина

Электрическая машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 01.1 277 (21) 2549805/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Ф (51)м. Кл.2

Н 02 К 9/197

Н 01 L 39/02

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 0508.79. Бюллетень Йо 29

Дата опубликования описания 080879 (5З) УД (621. 313..713(088.8) (72) Авторы изобретения

Л.А ° Гаврилов, В.Б. Белов и Н,Б, Трусов

Р Г) с.эбан@;а ИЮ3, (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

Изобретение относится к электри-, ческим машинам, содержашим сверхпроводящие или гиперпроводниковые 06MO Tки, преимущественно к гидрогенераторам.

Известна электрическая машина, в которой сверхпроводящая обмотка возбуждения расположена во вращающемся роторе, внутрь которого через вращающийся узел ввода подается хладоагент (1) .

При таком исполнении снятие тока нагрузки якорной обмотки производится через неподвижные соединения, но при атом. усложняется конструкция кри- 15 остата, что обуславливается наличием вращающегося узла, ввода и вывода хладоагента, вращением криогенных жид-. костей в роторе, передачей большого вращающегося момента по элементам 20 криостата, необходимостью сохранить высокий вакуум в полостях вращающегося.криостата,и другими специфическими требованиями.

Наиболее близкой по технической сущности к предложенному изобретению является электрическая машина с криогенным охлаждением обмотки возбуждения содержащая ротор с вертикальной осью вращения на котором размещена упомянутая обмотка возбуждения, неподвижный криостат с хладоагентом, в котором установлен ротор с валом, тепловой мост, соединяющий охлаждаемую зону с наружной зоной криостата, и герметичное вращающееся уплотнение, установленное на валу ротора, причем криостат выполнен в виде двух секций, в нижней иэ которых, заполненной жидким хладоагентом, размещен нижний конец вала (2).

Известная конструкция имеет недостаточную надежность, вызванную тем, что вращающаяся обмотка расположена в жидком хладоагенте, обмотка.недостаточно защищена от теплопритоков по верхнему концу вала, а также тем, что уплотнение расположено внутри криостата.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая электрическая машина снабжена теплообменником, например, в виде дисков, закрепленным ча верхнем конце вала, верхняя секция криостата заполнена парами хладоагента и в ней расположена упомянутая ох1лаждающая обмотка, тепловой мост выполнен в виде тонкостенного полого

678598 цилиндра, размещенного на валу между теплообменником и наружной зоной криостата, а уплотнение расположено в наружной зоне криост ат а.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Машина имеет ротор 1 со сверхпроводящей или гиперпроводниковой обмоткой, имеющей тепловой контакт с нижним свободным концом вала 2. Ротор помещен в неподвижный криостат З,заливаемый криогенной жидкостью.4. На верхнем приводном конце вала 5 установлены теплообменник 6 и тепловой мост 7. Пары жидкости 4 выходят через патрубок 8. Снаружи криостата 3 установлен статор 9. 1(риостат 3 имеет оболочки 10 иэ неметаллического материала. Внутренний объем криостата 3 с криогенной жидкостью 4 окружен дополнительной емкостью с промежуточной криогенной жидкостью 11. Подачу и отвод криогенной жидкости 11 осуществляют через патрубки 12 и 13.

Подачу криогенной жидкости 4 осуществляют через патрубок 14.

B крышке 15 криостата выполнено . уплотнение 16 верхнего приводного кон- 25 ца вала 5, и может быть установлен подшипник 17. Вне криостата 3 на валу 5 соединяемом с приводом 18 установлены контактные кольца 19. На корпусе криостата 3 установлен патрубок ЗО

20 для обеспечения откачки вакуумируемых полостей криостата 3.

Охлаждение обмотки ротора 1 осуществлено эа счет теплопроводности по валу 2 от обмотки к криогенной жид-35 кости 4. Для обеспечения минимального перепада температуры по валу 2 он выполнен с минимальным тепловьж сопротивлением и имеет надежный тепловой контакт с охлаждаемой обмоткой. 40

Пары криогенной жидкости 4 охлаждают верхний конец вала 5, проходя через теплообменник 6, выполненный, например в виде дисков, поочередно закрепленных на у 6 и стенке 10 КрНосТВ- 45 та 3. Для уменьшения теплопритока по валу 5 служит тепловой мост 7, выполю ненный, например, в виде пустотелого цилиндра с тонкими стенками. Для предотвращения утечки паров криогенной жидкости 4 из криостата в крьмке 15 криостата установлено уплотнение 16, котове работает практически при температуре окружающей среды. Для предотвращения нагрева стенок 10 криостата

3 за счет вихревых токов, они выпол- 55 нены из неметаллических материалов .

Поскольку криостат неподвижен, то возможна постоянная откачка вакуумных полостей криостата во время работы машины. Для уменьшения теплопритоков к криогенной жидкости 4, она окружена сосудом, заполненньм вспомогательной криогенной жидкостью 11, Имеющей например более высокую температуру кипения, чем жидкость 4, 65

Статор 9 машины может быть как обычного исполнения с обмоткой, например, из меди, так и с криогенным охлаждением и обмотками из сверхпроводящих или гиперпроводниковых материалов. B последнем случае он заключается в криостат, который может быть выполнен совместно с криостатом 3.

ТаМая конструкция криогенной электрической машины с вертикально расположенной осью вращения и обмоткой

Ф возбуждения, расположенной на роторе, позволяет отказаться от вращающихся узлов ввода, ротора и вывода из него хладоагента для охлаждения обмотки ... максимально упростить конструкцию криостата с обеспечением возможности поддержания постоянного высокого вакуума в вакуумных полостях криостата во время работы машины и разгрузив механически криостат, обеспечив минимальный теплоприток внутрь криостата за счет теплопроводности по его. стенкам и элементам крепления и обеспечить работу уплотнения при температуре окружающей среды.

Формула изобретения

Электрическая машина с криогенным охлаждением обмотки возбуждения, содержащая ротор с вертикальной осью вращения, на. котором Размещена упомянутая обмотка возбуждения, неподвижный криостат с хладоагентом, в котором установлен ротор с валом, тепловой мост, соединяющий охлаждаемую зону с наружной зоной криостата, и герметичное вращающееся уплотнение, установленное на валу ротора, причем криостат выполнен в виде двух секций, в нижней из которых, заполненной жидким хладоагентом, размещен нижний конец вала, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежнос,ти, она снабжена теплообменником, например, в виде дисков, закрепленным на верхнем конце вала, верхняя из упомянутых секций криоста1а заполнена парами хладоагента и в ней расположена указанная охлаждаемая обмотка, тепловой мост выполнен в виде тонкостенного полого цилиндра, размещенного на валу между теплообменником и наружной зоной криостата, а упомянутое уплотнение расположено в наружндй зоне криостата.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Борзов Г.Г. и др. Проблемы создания турбогенераторов большой мощности со сверхпроводящими обмотками возбуждения. М., Энергетика и транспорт, Известия уй СССР, Р 4, 1972, с, 25.

2. Патент США Р 3940643, кл. Н 02 К 9/00,-310-52, 1976.

678598

Составитель А, Карцева

P акто . 3 бов Тех е З.Фанта

Заказ 4575/44 Тираж 857 > Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра скан аб.

4 5

Филиал ППП Патент,. r. Ужгород, ул. Проектная, 4