Ударный униполярный генератор Советский патент 1984 года по МПК H02K31/00 

Изобретение относится к униполя ным машинам и может быть использовано в униполярных машинах постоянного тока с ферромагнитопроводом Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае мому результату является униполярн ударный генератор (УУГ) с ферромаг нитопроводом, содержащий массивный цилиндрический якорь и охватывающие его кольцевые полюса ClJ. При эксплуатации генератора воз кает Необходимость достаточно быст рого торможения якоря на холостом ходу за время, существенно меньшее времени торможения якоря, определя емом потерями холостого хода и измеряемом десятком минут или даже часами. В частности, такая задача возникает в аварийных ситуациях при необходимости ограничения врем ни работы на холостом ходу, при пуско-наладочных испытаниях для этого применяется электродинамичес кое торможение якорей электрически машин, осуществляемое шунтирование якоря возбуждаемой машины сопротив лением с помощью KONwyTaTOpa. Кине тическая энергия маховых масс при этом преобразуется в электрическую и рассеивается в токонесущих элементах. Известен генератор, якорь которого снабжен устройством электродинамического торможения 22. Недостатки изаестного генератора применение сложного вспомогательного оборудования (сильноточный коммутатор, нагрузочное сопротивление) , с системами обслуживания (управление ког« утатором, водя-. ное охлаждение коммутатора и сопротивления) и монтажа, а также использование при динамическом торможении якоря токосъемов УУГ. Эт увеличивает износ щеток, а также снижает надежность и ухудшает эксплуатационные свойства машины, поскольку не позволяет осуществлять торможение якоря при выходе токосъемов из строя, их отсутствии или невозможности использования (например, при пусконаладочных работах). Цель изобретения - повьдиение на дежности и улучшение эксплуатационных свойств. Указанная цель достигается тем, что в генераторе, содержащем массивный цилиндрический якорь и концентрически охватывающий его магнитопровод с полюсами, в полюсах ферромагнитопровода выполнены аксиальные пазы, открытые, в сторону якоря, и в них установлены ферромагнитные вкладыши, имеющие форму паза, и сое диненные тягами с .механизмом их перемещения. Кроме того, для повышения эффективности торможения, к якорю по обе стороны от полюсов концентрически присоединены с обеспечением электрического контакта кольца, выполненные из материала с более высокой, чем у материала якоря электрической проводимостью. Кольца уменьшают активное сопротивление контуров циркуляции вихревых токов , увеличивают эти токи и определяемые ими электрические потери и тормозной момент. На чертеже приведена конструктивная схема двухполюсного цилиндрического УУГ с ферромагнитопроводом, снабженного встроенным тормозным устройством для экстренного торможения якоря. Машина содержит массивный цилиндрический якорь 1, охватываемый кольцевым ферромагнитопроводом 2 с обмоткой 3 возбуждения и полюСами 4. Съем тока с якоря производится токосъемами 5. В полюсах 4 выполнены аксиальные пазы с параллельными стенками, в которые вставлены ферромаг- нитные вкладыши б, соединенные с тягами 7 с поршневыми механизмами 8 выведения вклгщыша из паза. Устройство работает следующим образом. В исходном положении машина возбуждена и ее якорь вращается на холостом ходу. При этом указанные поверхностные потери в якоре отсутствуют, поскольку магнитное поле в зазоре между якорем и полюсом 4 равномерно распределено по окружности . В нужный момент времени вкл адыши выводятся из пазов в осевом направлении с помощью поршневых устройств 8. Начинается торможение якоря, обусловленное возникновением в якоре поверхностных токов вследствие неравномерного распределения поля возбуждения в зазоре под полюсами. После остановки якоря вкладыши опять полностью вводят в пазы с помощью тех же поршневых устройств 8, подготовив машину к дальнейшей работе в номинальном режиме ., Тормозной момент устройства определяется в частности, геометрией пазов: чем шире и глубже паз, тем больше амплитуда гармонических составляющих поля в зазоре и потери в якоре. На практике высокая эффек-тивность устройства имеет место при Ъ| /6гЬ„ 30, где еГ - величина воздушного- зазора между полюсом и якорем, которая сводится к минимуму; b..h - соответственно ширина и глубина паза. При использовании изобретения устраняется сложное вспомогательное

оборудование (коммутирующая аппаратура и нагрузочное устройство) и упрощается эксплуатация УУГ, в результате чего повышаются техникоэкономические показатели установки; повышается надежность и ресурс работы щеточного аппарата, поскольку он не используется для торможения якоря повышается надежность УУГ благодаря возможности осуществления торможения обесточенного якоря, например, в ходе пусконаладочных работ в аварийных ситуациях или при выходе иь строя токосъемов; улучшаются эксплуатационные свойства УУГ благодаря возможности подтормаживания якоря при разгоне в двигательном

режиме работы. Подтормаживание необходимо, например, с целью выравнивания скоростей нескольких одновременно разгоняемых якорей, соединенных последовательно, или с целью предотвращения превышения заданной скорости. Регулирование скорости в этом случае облегчается, благодаря возможности плавного изменения тормозного момента путем

0 варьирования осевой длины открытой части паза.

Изобретение целесообразно использовать в УУГ с ферромагнитопроводом, поскольку в них легко создать силь5ную неоднородность магнитного поля в зазоре между полюсом и якорем.

1. УДАРНЫЙ УНИПОЛЯРНЬЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий массивный цилиндрический якорь и концентрически охватываюций его ферромагнитопровод с полюсами, о т л и ч а rota и и с я тем, что, с целью повышения надежности и улучшения эксплуатационных свойств, в полюсах ферромагнитопровода выполнены аксиальные пазы, отк1жлтые в сторону якоря, в них установлены ферромагнитные вкладыии, имеющие форму паза и соединенные тягамиs-с механизмом их перемещения. 2. Генератор поп.1, отлича ю 1д и и с я тем, что, с целью повьшения эффективности торможения, к якорю по обе стороны от полюсов концентрически присоединены с обеспечением электрического контакта кольца, выполненные из материала с более высокой, чем у материала якоря, электрической проводимостью. эо ел 4;