Униполярная машина Советский патент 1986 года по МПК H02K31/00 

тов 11, 12, расположенных на внутреней поверхности якоря. Якорь из ферромагнитного материала выполнен с внешней образукяцей в форме двух периодов укороченной циклоир,Ы8 крайние минимумы которых совпадают с внейними торцовыми плоскостями .фланцев якоря, внутренний минимум совпадает с радиальной плоскостью, проходящей через геометрический

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам постоянного тока униполярного типа.

Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов машины и повышение степени экранирования поля индуктора.

На чертеже представлена униполяр- ная машина, продольный разрез.

Машина содержит размещенные в каркасе I катушки 2 и 3 индуктора, якор 4 с фланцами 5 и 6, внешний бак 7 и внутренний бак 8 сосуда с хладаген- том (между баками имеется вакуумная или экранно-вакуумная термоизоляция не показанная на. чертеже), растяжки 9, на которых каркас индуктора . .подвешен во.внутреннем баке, и ра- стяжки 10, на которых внутренний бак подвешен во внешнем баке (устройство растяжек подобно спицам, удерживающим обод велосипедного колеса на его втулке), подвижные контакты 11 и 12 токосъема якоря, корпус 13 машины, изготовленьгый из легкого сплава, например, типа дюралюминия, токоподводы 14 и 15 индуктора, токоотводы 16 и 17 силовой .цепи якоря, основание 18., к которому прикреплен корпус посредством стоек 19 - 21, приводной вал 22 якоря, основные подшипниковые опоры 23 и 24 и вспомогательная опо- ра 25. Геометрический центр индуктора обозначен буквой Ц. В других вариантах конструкции.униполярной- машины внешний корпус 13 может отсутствовать.

центр индуктора а максимум циклоиды совпадает со средними радиальными плоскостями катушек индуктора и экранирует поле индуктора, обуслов ливая электромагнитную совместимость машины с окружающим оборудованием и предотвращая недопустимое биологическое воздействие сильного поля возбуждения, i ил.

Униполярная машина имеет цилинд- риуескую конструкцию обычно с горизонтальным расположением вала 22 ротора (якоря). Якорь 4 установлен на валу с помощью подшипников 23. и 24 качения (или скольжения). В центральной части фланца 5 с внутренней стороны ротора имеется цилиндрическое углубление для размещения дополнительного подшипника 25 (шарикового или роликового), на который опирается выступ- (шип), скрепленный с дисковым торцом внешнего бака 7 сосуда с хладагентом.

Растяжки 9 и 10, равномерно распределенные по периметрам торцовых стенок баков, вьтолнены тонкими из материала с малой теплопроводностью, например из нержавеющей стгши. Горловина внешего бака 7 опирается с помощью ребер на корпус I3. Токоподводы 14 и 15 проходят через отверстие горловины и электрически соединены с катушками 2 и 3, а с другой стороны - с источником питания индуктора. Подвижные контакты I1 и 12 токосъема установлены на внутренней цилиндрической поверхности якоря 4, фланцы которого 5 и 6 выполнены из ферромагнитного материала. Токоотводы 16 и 17 силовой цепи якоря проходят сквозь отверстия в стенке корпуса 13 и электрически изолированы друг от друга и от корпуса.

Возможно вертикальное исполнение униполярной машины. В этом случае конструкция подшипников должна воспринимать кроме радиальных нагрузок также осевые усилия.

3

Хладагентом может служить жидкость или газ, заполняющие внутренний бак. Возможно циркуляционное охлаждение катушек индуктора с применением внешнего контура для хладагента (не показан).

Униполярная машина работает следующим образом.

При заполнении внутреннего бака 8 через горловину хладагентом, материал обмотки катушек 2 и 3 индуктора приобретает очень низкое (или нулевое электрическое сопротивление . Катушки 2 и 3 включены электрически последовательно, а магнитно - встречно через токопод- воды 14 и 15 они питаются от внешнего источника постоянным током и создают сильное магнитное поле возбуждения машины. Это поле экранируется ферромагнитным якорем, форма продольного сечения которого подобрана так, чтобы наиболее эффективно соответствовать пространственному распределению поля индуктора, В генераторном режиме вал 22 ротора вращается от приводного двигателя, якорь пересекает линии магнитного поля возбуждения, и в нем наводится ЭДС. При подключении сопротивления нагрузки к разнополярньш токоотводам 16 и 17 по силовой цепи якоря протекает большой постоянньй то, который снимается с якоря 4 посредством подвижных контактов 11 и 12 (щеточных или жидкометалличес- ких). В режиме электродвигателя к токоотводам 16 и 17 подключается силовой источник электропитания якоря; при взаимодействии тока, протекающего через якорь, с магнитным полем индуктора возникает электроСоставитель А.Трепутнева Редактор Л.Веселовская Техред Л.Олейник Корректор А.ЗимокоСов

Заказ 5241/55Тираж 631

ВНИИПИ Государственного комитета GCCP

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

610604

магнитный момент, и на валу 22 создается механический момент, передаваемый нагрузке (приводимому во вращение механизму), например, с по 5 мощью муфты (не показана)..

Применение изобретения прзв.оля- ет уменьшить массу и габариты машины, а также снизить биологическое воздействие магнитного поля индукто- 10 ра при возрастании эффективности экранирования.

Предлагаемую униполярную машину целесообразно применять в качестве приводного двигателя в установках t5 электродвижения, а тгйсже в системах генератор - двигатель.

Формула изобретения

20 Униполярная машина,; содержащая якорь из токо- и магнитопроводящего материала в виде полого тела вращения с фланцами и цилиндрической внутренней поверхностью, а также

25 индуктор«из двух осесимметричных катушек, размещенных в сосуде с хладагентом, расположенном внутри яко- ря, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения массы и га30 баритов машины и повьш1ения степени экранирования 5 якорь вьтолнен с внешней образующей в форме двух периодов укороченной циклоиды, крайние минимумы которой совпадают с внешними торцовыми плоскостями фланцев якоря, внутренний минимум - с радиальной плоскостью, проходящей через геометрический центр индуктора, а максимумы циклоиды - со средними ради-

Q альными плоскостями катушек индуктора, при этом якорь выполняет функции экрана.

35

Подписное

Изобретение относится к электротехнике, а именно к униполярным машинам постоянного тока. Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов машины и повышение степени экранирования магнитного поля индуктора. Униполярная машина содержит каркас 1 с катушками возбуждения 2,3. При вращении полого якоря 4 с фланцами 5, 6 в нем наводится ЭДС. Внутри якоря находятся баки 7,8 сосуда с хладагентом. Вал 22, расположенный в подшипниках 23,24, служит для соединения ротора с приводным устройством, ток якоря замыкается по внешней цепи с помощью подвижных контакс о