Униполярный электромеханический накопитель Советский патент 1992 года по МПК H02K31/00 

дисковых и цилиндрических элементов. Система токоотводов снабжена неэлектропроводящими кольцевыми элементами, на которых укреплено центральное токосъем- ное устройство 8. При этом неэлектропроводящие кольцевые элементы скреплены с П-образными частями шин и установлены

между центральными частями магнитолро- водов роторов Ш-образного сечения. Неподвижное закрепление обмотки возбуждения упрощает конструкцию, повышает надежность, уменьшает электрические потери в цепи возбуждения. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение надежности и улучшение энергетических показателей. Униполярный электромеханический накопитель содержит магнитопроводы Ш-образ- ного сечения 1 и 2 якорей, встречно вращающихся на валах 3, 4, В кольцевых выточках магнитопроводовна шинах 12 и 13 токоотводов якоря П-образного сечения неподвижно установлена обмотка возбуждения 7. Токоотводы могут быть выполнены либо в виде веера из медных шин, равно- мерноустановленных по окружности зазора между роторами, либо в биде сплошных электрически соединенных между собой

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам, и может найти применение при создании источников питания индуктивных накопителей, например, для дуговой аэродинамической трубы, при энергообеспечении различных электрофизических исследований, установок электросварки и др.

Известен униполярный генератор, который работает в импульсном режиме. Конструкция этого униполярного генератора содержит вращающийся ротор, неподвижный статор, катушку возбуждения, токосъем- ные устройства и токоотводящие шины.

Недостаток такой конструкции состоит в относительно низком уровнем запасаемой кинетической энергии вращающейся массы ротора.

Техническим решением, принятым в качестве прототипа, является униполярный электромеханический накопитель с подпят- никово-подшипниковыми узлами и двумя встречно вращающимися роторами. В окне его магнитной системы установлена обмотка возбуждения. Эта обмотка жестко скреплена с одним из роторов и вращается вместе с ним.

Недостатком известной конструкции униполярного электромеханического накопителя является трудность обеспечения то- коподвода к вращающейся вместе с ротором обмотке возбуждения. Чтобы подвести к ней ток, необходимы скользящие контакты в цепи возбуждения. Наличие таких контактов приводит к усложнению конструкции, к возникновению в контактах потерь на трение и электрических потерь на их переходном сопротивлении, а также к уменьшению надежности униполярного электромеханического накопителя.

Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности и улучшение энергетических показателей путем неподвижного закрепления обмотки возбуждения в системах токоотводов якоря униполярного электромеханического накопителя, выполненного как униполярный генератор с вращающимся магнито- проводом.

Поставленная цель достигается тем, что в униполярном накопителе, содержащем два ротора встречного вращения с обращенными друг к другу магнитопроводами Ш-об- 5 разного меридионального сечения, в кольцевых выточках которых размещена кольцевая обмотка возбуждения, периферийные и центральное токосъемное устройства, систему токоотводов якоря в виде

0 неподвижных медных шин и подпятниково- подшипниковые узлы, шины токоотводов якоря выполнены П-образной формы в радиальном сечении и обмотка возбуждения установлена неподвижно внутри системы П5 образных частей шин токоотводов. Токоот- воды выполняются из медных шин, равномерно устанавливаемых в виде веера по окружности зазора между роторами. Шины токоотводов могут быть выполнены в ви0 де сплошных электрически соединенных между собой дисковых и цилиндрических элементов. Система токоотводов снабжена неэлектропроводящими кольцевыми элементами, на которых укреплено централь5 ное токосъемное устройство, при этом неэлектропроводящие кольцевые элементы скреплены с П-образными частями шин и установлены между центральными частями магнитопроводов роторов Ш-образного се0 чения. Система неподвижных токоотводя- щих шин позволяет жестко закрепить кольцевую обмотку возбуждения и бесконтактно подводить к ней ток питания. Отпадает необходимость применения скользящих кон5 тактов для питания этой обмотки, чтоупрощает конструкцию униполярного электромеханического накопителя, повышает его надежность и улучшает энергетические показатели.

0 На чертеже представлена конструкция униполярного электромеханического накопителя.

Накопитель содержит два магнитопро- водящих ротора 1 и 2 с обращенными друг

5 к другу магнитопроводами Ш-образного меридионального сечения, встречно вращающиеся на валах 3 и 4, которые установлены в подпятниково-подшипниковых узлах 5 и 6. В кольцевых выточках магнитопроводов роторов 1 и 2 размещена кольцевая обмотка 7 возбуждения. Токосъемное устройство, например щеточное, представляет собой цен тральный 8 и периферийные 9 и 10 контактные узлы, находящиеся в рабочем зазоре накопителя. Центральное токосъем- ное устройство 8 укреплено на неэлектроп- роводящих кольцевых элементах 11, которые скреплены с П-образными частями шин 12 и 13 и установлены между централь- ными частями магнитолроводов роторов 1 и 2 Ш-образного сечения. П-образные части шин 12 и 13, изготовленные из меди, равномерно устанавливаются в виде веера по окружности зазора между роторами. В каждой системе токоотводов один конец шин прикреплен к периферийным контактным узлам 9 и 10, а другие концы служат для отвода тока якоря.

В другом варианте шины 12 и 13 токоот- водов выполняются в виде сплошных электрически соединенных между собой дисковых и цилиндрических элементов. Униполярный электромеханический накопитель установлен в рамочной конструкции

14,находящейся на фундаментальной плите

Униполярный электромеханический на- копитель работает следующим образом.

Роторы 1 и 2 разгоняют до скорости Q с помощью внешнего приводного устройства в виде электрических или гидравлических, двигателей, присоединенных к свободным концам валов (возможен также электромеханический разгон при работе накопителя в режиме униполярного контрроторного двигателя). При вводе тока в через проводники 16 и 17 в кольцевую обмотку 7 возбуждения от независимого источника питания создается магнитный поток Ф, который пересекается встречно вращающимися электропроводщими магнитопро- водами роторов 1 и 2. В них наводятся ЭДС якоря, которые снимаются с помощью центрального 8 и периферийных 9 и 10 контактных узлов, включающих активные участки якоря последовательно. Отвод импульса тока я при замыкании цепи нагрузки произво- дится через П-образные медные шины 12 и 13. При этом происходит преобразование запасенной кинетической энергии роторов в электрическую энергию в кратковремен

ном или ударном режиме работы униполярного электромеханическо.го накопителя.

В предложенной конструкции униполярного электромеханического накопителя значительно упрощается подвод тока к обмотке возбуждения, так как она неподвижно закреплена в системах токоотводов якоря. При этом не требуется применение скользящих контактов для подвода тока к этой обмотке, что также приводит к упрощению конструкции, повышению надежности, уменьшению потерь на трение, электрических потерь в цепи возбуждения и улучшению энергетических показателей униполярного электромеханического накопителя.

Формула изобретения

4.Накопитель по п.1, отличающий- с я тем, что система токоотводов снабжена неэлектропроводящими кольцевыми элементами, на которых укреплено центральное токосъемное устройство, при этом неэлектропроводящие кольцевые элементы скреплены с П-образными частями шин и установлены между центральными частями магнитолроводов роторов Ш-образного сечения.