Вращающееся выпрямительное устройство Советский патент 1985 года по МПК H02K19/36 

1 Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам, и может быть использовано, например, в асинхронных вентилгных каскадах, в которых обмотка фазного ротора подключена к полупроводников му вентильному преобразователю. Цель изобретения - повышение надежности путем улучшения условий ох лаждения, уменьшения радиальных раз меров и нагрузок, а также упрощение монтажа.. На фиг. 1 изображен элемент конст рукции вращающегося выпрямительного устройства с катоДной группой вентилей; на фиг. 2 - вращающееся выпрями тельное устройство, имеющее катодную и анодную группы вентилей, смонтированные на валу и соединенные с токосъемными щетками; на фиг, 3 - конструкция распорного элемента (пластины) , выполненного за одно целое с втулкой. Предлагаемое устройство содержит кольцевой обод 1, соединенный с насаженной на вал 2 втулкой З.с помощь распорных элементов - оребренных пластин 4, входящих своими концами в трапециевидный паз 5 втулки 3 и прямоугольный паз 6 обода 1. Сребренные пластины 4 имеют центральное резьбовое отверстие 7, в которое вворачивается штыревой полупро водниковьй вентиль 8. Кольцевой обод 1 фиксируется относительно ореб ренной пластины 4 с помощью винта 9 вворачиваемого в пластину 4 впотай и фиксируемого от самовывинчивания клеющим составом 10. Катодная и анодная группы вращающегося выпрямительного устройства (или свободное кольцо в случае применения трехфазной схемы с нулевым выводом) разделены между собой дистанционным клином 11, установленным в трапециевидном пазу 5 изоляционной втулки 3. В осевом направлении вращающееся выпрямительное устройство фиксируется изолирующим кольцом 12 и винтом .Щетки 14 установлены в неподвижном щеточном держателе 15. Для предотвращения самоотвинчивания штыревых выпрямителей 8 их выводы соедине ны жесткой токосоединительной планкой 16, к которой прикреплены также и выводы обмотки ротора. После сбор3ки на валу двигателя внешняя сторона кольцевидного обода 1 протачивается, производится такжестатическая и динамическая балансировка с помощью известных технологических операций. Сребренные пластины 4 отливаются из меди, бронзы или алюминия в зависимости от материала контактной поверхности кольцевого обода 1. При небольших диаметрах ротора асинхронных двигателей малой мощности (до 3,0 - 5,0 кВт) размеры оребренных пластин 4 могут быть увеличены в осевом и радиальном направлениях за пределы контактной поверхности кольцевого обода 1 (показано пунктиром на фиг. 2). В этих случаях пластины 4 и кольцевой обод 1 могут быть отлиты как единое целое. В случае выполнения пластин за одно целое с втулкой кольцевой обод может быть насажен на пластины горячей или легкопрессовой посадкой. Анодная группа полупроводниковых вентилей вращающегося выпрямительного устройства, собранного, например, по мостовой схеме, конструктивно аналогична катодной группе в случае применения разнополярных вентилей. В случае применения однополярньос полупроводниковых вентилей оребренные пластины 4 изолируются от пазов 6 изоляцией, обладающей достаточной механической прочностью, например типа ПС и Ф. При работе предлагаемого устройства съем преобразованной энергии осуществляется щетками 14 с внешней поверхности кольцевого обода 1. Кольцевой обод помимо своей основной функции - токособирающей шины, играет роль контактного кольца, а также теплового радиатора, увеличивая теплорассеивающую поверхность. При вращении выпрямительного устройства, установленного на валу, предлагаемая ориентация продольных осей полупроводниковых вентилей при установке их на распорных элементахпластинах ведет к тому, что действующие на них центробежные усилия направлены в поперечном направлении, а динамические - в осевом. При этом центробежные усилия постоянны по направлению и при их действии на штыревой ввод полупроводниковых вентилей не происходит разрушения последних, что повышает надежность работы . устройства и позволяет увеличить ра31диальные нагрузки. В предлагаемой конструкции выпрямительного устройства достигнуто уменьшение его радиальных размеров, поскольку для ра мещения полупроводниковых вентилей между изоляционной втулкой и ободом т ребуется расстояние, чуть большее удвоенного диаметра резьбового штыря полупроводникового вентиля, что .значительно меньше его осевой длины Кроме того, осуществляется интенсивнь1й теплоотвод от вентилей, по3скольку несущие их прямоугольные пластины выполняют одновременно роль лопаток вентилятора, а надежный электрический и тепловой контакт с кольцевым ободом значительно увеличивает теплорассеивающую поверхность. Поверхность теплорассеивания увеличена и за счет оребрения торцовых поверхностей пластин в радиальном направлеНИИ, причем оребрение в данном направлении не только увеличивает теплорассеивающую поверхность, но и вентиляторный эффект пластин.

Г. ВРАЩАЩЕЕСЯ ВЫПРЯМИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее анодную и катодную группы полупроводнико вьпс вентилей,жестко закрепленную на валу втулку и коаксиально установленный к валу кольцевой обод с распорными элементами, равномерно размещенными nd окружности между кольцевым ободом и втулкой, о тличающееся тем, что, с цепью повышения надежности путем улучшения условий охлаждения, уменьшения радиальных размеров и нагрузок, а также упрощения монтажа. оно снабжено по крайней мере одним кольцевым ободом, выполненным аналогично первому и установленным на валу в осевом направлении, каждый полупроводниковый вентиль размещен на распорном элементе и его продольная ось имеет тангенциальное направление, распорные элементы вьтолнены в виде изолированных от вала пластин из электропроводного материала с оребренными торцовыми поверхностями, перпендикулярными оси вала-, общее число кольцевых ободов равно общему числу анодных и катодных групп полуI проводниковых вентилей, а полупроводниковые вентили одной группы размеще(Л ны На распорных элементах одного коль: цевого обода, 2.Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции, втулка вьтолнена за одно целое с распорными элементами и изолирована от вала. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что втулка выполнена из изоляционного материала.