Синхронный магнитогидродинамическийгЕНЕРАТОР пЕРЕМЕННОгО TOKA Советский патент 1981 года по МПК H02K44/08 

Изобретение может быть нспользовапо для преобразования тепловой энергии непосредственно в энергию переменного тока в МГД установках электрических станций и отдельных подвижных объектов.

Известны магнитогидродннамические генераторы неременного тока с двумя параллельными рабочими каналами, обращенными друг к другу одним из электродов. Каналы номеш,ены в зазоры магнитной системы, создающей в них магнитные поля, замыкаемые магнитопроводом системы в поперечном по отношению к осн каналов направлении. В каналы таких генераторов направляют поток рабочей среды с пульсирующей электропроводностью, например поршневые потоки .жидкого металла, разделенные порциями газа или пара, разгоняющего жидкометаллические поршни.

Магнитные поля, создаваемые в каналах, являются полями подвозбуждения, под действием которых в движущейся жидкости наводится постоянное электрическое поле. Возникающий в каналах под действием наведенного электрического поля ток возбуждения в подобных генераторах не отводится в нагрузку, а, протекая в короткозамкнутом контуре, изменяется вслед за изменением электропроводности и наводит в индуктивно связанной с ним неподвижной обмотке переменный ток, который направляется в нагрузку.

Недостатком таких генераторов является наличие постоянной составляющей тока

возбуждения, магнитное поле которого в значнтельной мере подавляет поле подвоз буждения, затрудняя получение многофазного тока п ухудшая коэффпцнент полезного действия генератора. Для устранення

этпх недостатков в нзвестных генераторах компенсируют постоянную составляющую собственного магнитного поля токов возбул дения, например, с помощью простой обмотки типа обратного токопровода, охватывающей два параллельных канала, работающих в противофазе. Однако наличие такой обмотки вместе с отдельными для каждого канала многофазными обмоткамн индукционного отбора мощности приводит

к значительному увеличению размеров как самих обмоток, так н магннтопровода, охватывающего каналы, что, безусловно, снижает экономические показатели генератора. Цель изобретения - уменьшение веса и

габаритов генератора.

Достигается расчленением магпитопровода вдоль осн каналов на ряд пакетов, в пазах между которыми расположены активные участки многофазной обмотки, п объеодну общую, что позволяет укладывать в пространстве между каналами лишь плоские, не имеющие переходов из слоя в слой диагональные соединительные участки.

На чертеже представлены поперечный и продольный разрезы генератора.

Два параллельных канала 1 расположены в зазорах общей магнитной системы 2. Обмотка 6 постоянного тока создает в обоих каналах однородные поля подвозбуждения. Проводящие зоны 4 потока раОочей среды, сдвинутые в соседних каналах на полпериода, электроды 5 и стержни Ь компенсационной обмотки образуют замкнутую цепь возбуждения. В пазах между пакетами магнитопровода уложены активные части двуслойной обмотки 7 переменного тока, общие для обоих каналов. Расположенные между каналами участки катушек соединяют относящиеся к одному и тому же слою активные части одноименных фазных зон соседних каналов. С внешних сторон активные части соединены при помощи обычпых лобовых частей. Генератор может состоять из нескольких двухканальных участков с целым числом пар полюсов. В этом случае каждый участок расположен рядом с другим и является по отношению к нему обратным, так что плоскость выходных сечений каналов одного участка совпадает с плоскостью входных сечений другого. Концы электродов 5 одного участка электрически соединены с началами соответствующих электродов другого. Обмотка 7 концевых зон выполнена общей для обоих участков таким образом, что обмотка переменного тока является непрерывпой для двух участков. В итоге обмотка аналогична сплющенной (а не развернутой в плоскость) машине вращательного движения. Каждый участок, в общем случае, может работать на самостоятельном потоке жидкости.

В обоих каналах данного участка с одинаковыми скоростями в одинаковых направлениях движутся неоднородные рабочие потоки со взаимно сдвинутыми на полпериода проводящими зонами 4. При движении лсидкости в однородном магнитном поле подвозбуждения в замкнутой цепи, состоящей из проводящих зон 4, электродов 5 и стержней 6 компенсационной обмотки, наводятся токи возбуждения. Постоянной составляющей электропроводности потока соответствует постоянный ток в канале, однако его собственное магнитное ноле отсутствует, так как такой же ток обратного направления течет в стержнях 6. Таким образом, поле подвозбуждения при работе генератора остается неизменным.

Переменной составляющей электропроводности движущегося потока соответствует бегущая волна тока возбуждения, аналогичная току возбуждения в обмотке вращающегося индуктора обычной синхронной машины. Переменное магнитное поле, создаваемое этим током, наводит ЭДС в распределенной многофазной двуслойной обмотке 7. Компенсационная обмотка индуктивно не связана с переменным магнитным полем, так как выполнена общей для двух каналов, работающих в противофазе за счет сдвига на полпериода пульсаций электропроводности потоков. Пульсирующая составляющая тока возбуждения в электродах не возникает вследствие замкнутости их концов электродами обратного участка. При жидкометаллических рабочих потоках обратный участок генератора делает ненужным обратный трубопровод в контуре жидкого металла и устраняет связанные с ним гидродинамические потери.

Формула изобретения

Синхронный магнитогидродинамический генератор переменного тока, содержащий два параллельных , рабочих канала, обращенных друг к другу одним из электродов, схему, создающую в каналах постоянные магнитные поля, устройство, обеспечивающее попеременное направление в каналы проводящей среды, схему компенсации постоянной составляющей собственного магнитного поля токов возбуждения, а также схему индукционного отбора мощности, о тличающийся тем, что, с целью уменьщения веса и габаритов генератора, магнитопровод схемы, создающий магнитные поля, имеет в плоскости, перпендикулярной оси каналов, кольцевое сечение с двумя зазорами, в которых расположены каналы, а вдоль каналов магнитопровод набран из

пакетов, разделенных пазами, в которые помещены активные участки двуслойной многофазной обмотки схемы индукционного отбора мощности, причем переходы из слоя в слой в обмотке выполнены только с внешних сторон каналов.