ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА Советский патент 1970 года по МПК H02K9/22 

Изобретение относится к электрическим вращающимся машинам, наиример синхронным генераторам, у которых обмотка якоря расиоложена на роторе, а сверхнроводящая обмотка статора является обмоткой возбуждення. Исиользование сверхпроводящей обмотки возбуждения позволяет резко уменьшить сечеиие обмоточного провода и получить иебольшне габариты машины нрн весьма большой ее моииюстн.

Поскольку известные материалы стаиовятся сверхпроводящими лишь при температуре, близкой к абсолютному нулю, статор подобной машииы должен иметь систему охлалчдения и надежную теплоизоляцию, позволяющую изолировать сверхпроводящую обмотку машииы от воздействия внешней среды. Для этой цели обмотка статора заключается в оболочку, состоящую, наиример, из двух коаксиальных цилиидров, герметично соединенных между собою в торцовых частях, а между оболочкой обмотки и корпусом машииы создается вакуумиая зона.

Для улучшення теплоизоляции поверхности, обраи еииые к вауумной зоие, полируются, иногда в вакуумной зоне устанавливается иромежуточный экран. Охлаждение обмотки производится сжижеииым газом, обычио

гелием. Конструкция машииы должиа учитывать наличие больших электромагннтиых усилий между статором и ротором, а также между частями обмотки статора, но креиежные н установочные детали понижают качество теплоизоляции.

Цель изобретения - созданне конструкции электрической машииы со сверхпроводящей обмотко, достаточно прочной механически и обесиечивающей иеоб.ходимую теилоизоляцию.

Для этого креплеиие оболочки сверхпроводяи;ей обмотки к корпусу осуществляется посредством стержней из материала с низкой теплопроводностью, расноложенных в нлоскостях, касательных к иаружиой цилиндрической иоверхиости оболочки.

На фиг. I показана предлагаемая машина в иродольном разрезе; иа фиг. 2 - иоперечный разрез по одиой из плоскостей подвешивания обмотки статора.

Обмотка статора (2-ротор) окружена с иаружиой стороиы цилиндром 3, а с внутренней - и.плиндром 4. Цилиндры 3 и 4 герметично соедииены ио торцам кольцами 5. В полость 6 между деталями 3 цилиндрами иодается по впускному иатрубку 7 хладагеит (например, жидкий гелий), охлаждающий обмотку / и имеющий температуру ниже той, ири

которой обмотка становится сверхпроводящей. Выпускной патрубок 8, расположенный коаксиально с патрубком 7, служит для выхода хладагента из полости 6. Для тепловой изоляции обмотки служит вакуумная зона 9, .ограниченная в радиальном направлении с внешней стороны корпусом 10, а с внутренней стороны - цплпндрнческой деталью 11, окружающей ротор.

Обмотка статора вместе с оболочкой и системой охлаждения подвешена на тангенциально расположенных стержнях 12, связапных с оболочкой обмотки кренежпымн деталями 75. Стержни 72 нагружены только растягивающими усилиями и могут быть выполнены достаточно тонкими, что понижает их теплопроводность. Для той же цели можно применить материал, имеющий высокую прочность и низкую теплопроводпость, например нержавеющую сталь или армированный пластик.

Для предотвращения смещения оболочкн обмоткн статора в осевом направлении стержни 12 па одног торце оболочки расположены в плоскости, перпендикулярной продольной оси машины, а вблизи от противоположного торца пересекают указанную плоскость под различными углами. Стержни, расиоложеиные вблизи от противоположного торца оболочки, допускают некоторое осевое иеремещеиие, возникающее за счет разницы температур между рабочим состоянием, когда статор охлажден, и нерабочим, когда статор имеет температуру окружающей среды.

Для улучщения теплоизоляции в вакуумной зоне на стержнях 12 установлен промежуточный экраи 14, охлаждаемьи хладагентом, подаваемым через патрубок 15.

Ротор 2 машины может быть выполнен без пазов с непосредственным охлаждением /I % Г llf Ф 1 ..

/5 |ЬуЛ:4ца.11...J| IL..,. zl-. м-. -

|: teSlSei:....:№5T- --..

7А8 Р5 ЩР 5|р 51Ш:-- Я|1рШ/

,ii.-i{.LiI -ГГи 01; Г Г1Г1Г ;..;: i

мотки 16 якоря, которая заключена в полый цилиндрический корпус 17, жестко связанный торцовыми частями IS с выступающими концами 19 и 20 вала машины. В описываемом

вариаите корпус 17, торцовые части 18 и выступающие концы 19 и 20 вала выполнены из армированного пластика, например стеклор.олокнистого пластика иа основе эпоксидной смолы.

Узел подвески оболочки с обмоткой статора н системой охлаждения показан на фиг. 2. Стержни 12 связывают крепежные детали }, укрепленные на оболочке, с кольцами 2., хстаиовленными в корнусе статора.

П р е д к е т и з о б р е т е н и я

1.Электрическая

машина, иапрпмер синхроги ый генератор, содержащая выполненную охлаждаиз сверхпроводяо1его матерпала и

аГ,, сжиженным газом обмотку возбуждения, размеи;,ениую Б оболочке из двух герметичио соединенных коаксиальных цилиидров, укрепленных в герметичном корпусе статора, причем пространство между оболочкой обмогки н корпусом статора вакуумировано, or inчающаяс.ч тем, что, с целью улучшения теплоизоляции обмотки, креплеиие оболочкн к корпусу осуществляется посредством стержней из материала с низкой теплопроводностью, расположенных в плоекостях, касательных к наружной цилиндрической поверхности оболочки.

2.Машина но и. 1, отличающаяся тем, ч го группа стержней, находящихся около одного торца оболочки, расположена в плоскоеги, перпендикулярной к продольной оси машины, а группа стержней, расположенных вблизи от противоположного торЦа оболочкр, пересекает указанную плоскость.

2/