УНИПОЛЯРНАЯ МАШИНА Советский патент 1973 года по МПК H02K31/00 

1

Изобретение относится к электрическим машинам, преимущественно к униполярным без ферромагнитопровода. Эти машины предназначаются в качестве генераторов для питания соленоидов крупных сверхпроводяш,их магнитных систем и другой электрофизической аппаратуры, для электротехнологических установок, в качестве приводных двигателей для прокатных станов и гребных винтов судов и для других целей.

Известно несколько конструкций униполярных машин без ферромагнитопровода. Недостатком машин с двумя и более обмотками возбуждения является наличие электромагнитных сил между катушками, достигающих при больших намагничивающих силах значений десятков и сотен тонн. Это приводит к необходимости введения силовых элементов, воспринимающих эти силы.

В предложенной машине цилиндрического типа с целью компенсации электромагнитных сил между катушками индуктора усовершенствована конструкция системы возбуждения. Это достигается благодаря расположению между двумя катушками индуктора компенсационной обмотки и введению дополнительного токосъема в средней части ротора.

Исследования показывают, что кроме компенсации электромагнитных сил для машин с относительно длинным ротором (отношение

суммарной длины ротора к диаметру больше 2,5) даже при параллельном соединении участков якоря получается также увеличение э.д.с. по сравнению с машиной по двухконтактной схеме с двумя катушками индуктора. Для машин с отношением длины ротора к диаметру, меньшим 2,5, э.д.с. при тех же условиях снижается при постоянстве суммарного объема проводника индуктора. Поэтому указанный способ компенсации наиболее эффективен для длинных машин. Замена же в рассматриваемой трехкоптактной схеме трех катушек индуктора одной срединной, для которой отсутствует необходимость компенсации,

приводит к снижению э.д.с. машины.

На чертеже представлена конструктивная схема униполярной машины без ферромагнитопровода, где / - якорь; 2 - основные катушки возбуждения; Л - компенсационная обмотка; 4 - криостат; 5 - контакты; 6, 7 - токоведущие шины; S - вал.

Работает машина следующим образом. Магнитные потоки всех трех катушек пронизывают поверхность вращающегося якоря Л

в результате чего в нем создается э.д.с. При включении внешней цели течет ток якоря, который замыкается по шинам 6, 7 с помощью контактов 5. Токоотводящая шина 7 служит одновременно компенсатором, так как в результате разного направления токов в якоре

1 и шине 7 уменьшается действие реактивного момента на катушки 2 и 3. Магнитные потоки, создаваемые катушками 2, включенными со. гласно, взаимодействуя с токами в этих катушках, вызывают их взаимное притяжение. Силы, возникаюш;ие при этом, компенсируются с помош.ью обмотки 3, включенной встречно по отношению к основным катушкам 2. Геометрические размеры обмотки 3 выбираются так, чтобы полностью компенсировать электромагнитные силы между основными катушками нри условии, что плотность тока во всех трех катушках остается одинаковой. При другой плотности тока в компенсационной обмотке 3 вновь необходим подбор ее геометрических размеров.

Предмет изобретения

Униполярная машина, содержаш,ая сверхпроводяш,ую обмотку возбуждения, состоящую из двух катушек, токосъемы, расположенные по краям цилиндрического ротора, отличающаяся тем, что, с целью компенсации электромагнитных сил катушек, между последними размешена компенсационная обмотка, включенная встречно указанным катушкам, и выполнен дополнительный токосъем, расположенный в средней части ротора.

3

X