УНИПОЛЯРНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА Советский патент 1974 года по МПК H02K31/04 

1

Изобретение относится к униполярным электрическим машинам с жидкометаллическим токосъемом на большие токи.

В известных униполярных электрических машинах жидкометаллическне токосъемные устройства разной нолярностн имеют автономные электрически изолированные друг от друга контуры циркуляции жидкого металла, которые включают в себя насосы, теплообменники, фильтры, регулирующую н контрольно-измерительную аппаратуру п предназначены для охлаждения и очистки жидкого металла, поступаюш,его в токосъемные устройства.

Выполнение автономных контуров циркуляции жидкого металла для токосъемов разной полярности усложняет конструкцию, так как требует удвоенного числа всех элементов контура циркуляции. Указанное обстоятельство снижает надежность и удорожает машину.

Цель изобретения - устранить отмеченные недостатки.

Поставленная цель достигается тем, что в униполярной электрической машине с жидкометаллическими токосъем ным и устройствами разной полярности, расположенными на разиых диаметрах, в роторе выполнены каналы, соединяюш,ие входные отверстия для жидкого металла токосъемного устройства, расноложенного на меньшем диаметре, с выходными отверстиями токосъемного устройства, располол енного на большем диаметре, и выходные отверстия последнего со сливными отверстиями, выпол 1енными в роторе в зоне токосъемного устройства, расположенного на меньшем диаметре. Кроме того, камеры протечек жидкого металла токосъемных устройств сообщены каналами со сливными отверстиями в роторе.

Па чертеже изображена униполярная электрическая машина с жндкометаллнческими токосъемнымн устройствами в продольном разрезе.

Между полюсами 1 и 2 магннтопровода статора 3 расположен полый ротор 4, установленный на валу 5. В кольцевом пазу магнитопровода 3 расположена обмотка возбуждения 6. По краям ротора 4 расположены жидкометаллические токосъемные устройства 7 п 8 разной полярности, причем токосъемное устройство 7 расиоложено на меньшем диаметре, чем устройство 8.

В ненодвижном контакте 9 токосъемного устройства 7 выполнены входные отверстия 10 для иодачи жидкого металла. Выходные отверстия // токосъемного устройства 7, выполненные в роторе 4, сообщаются каналами 12 с входными отверстиями 13 токосъемного устройства 8, расположенного на большем диаметре. Выходные отверстия 14 того же токосъемного устройства сообщаются каналами /5

со сливными отверстиями 16, выиолненными в роторе в зоне токосъемного устройства 7.

Лижняя часть ротора 4 охвачеиа сливной камерой 17, выполненной заодно с неподвижным контактом 9. Сливная камера 17 соединена с внешним контуром 18 циркуляции жидкого металла, содержащим насос 19, фильтр 20, теплообменник 21. Напорная часть контура 18 соединена с входными отверстиями 10 токосъемного устройства 7. Отверстия 10, 11, 13, 16 и каналы 12, 75 равномерно распололсены по окружности ротора; число и их диаметр определяется расходом жидкого металла.

Камеры протечек 22 и 23. выполненные соответственно в токосъемных устройствах 7 и S, сообщены каналами 24 н 25 с каналами -15.

При вращении ротора 4 униполярной машины (генераторный режим) насос 19 подает жидкий металл, например натрий-калиевый сплав, через входные отверстия 10 в токосъеыное устройство 7 и заполняет его до заданного уровня. Под действием центробежных сил жидкий металл из токосъемного устройства 7 поступает в выходные отверстия /:/, проходит по каналам 12 и через входные отверстия 13 попадает в токосъемное устройство 8, расположенное на большем диаметре, и заполняет его до заданного уровня. Под действием центробежных сил л идкий металл из токосъемного устройства 8 проходит через отверстия 14 в каналы 15 и выбрасывается из сливных отверстий 16 в сливную камеру J7. Из сливной камеры 17 л-сидкий металл самотеком поступает во внешний контур 18, где он фильтруется и охлаждается и вновь подается насосом 1д к токосъемным устройствам.

Благодаря заполнению токосъемных устройств 7 и 5 жидким металлом в машине образуется электрическая цепь, в которой под действием э. д. с., наведенной в роторе 4, при его вращении в поле обмотки возбуледения 6 протекает ток. Поскольку сливные отверстия 16 расположены в одной зоне по отношению к полюсам магнитопровода 3 с входными отверстиями // токосъемного устройства 7, то потенциалы жидкого металла на входе и выходе из ротора равны, и, следовательно, внешний контур 18 находится под потенциалом токосъемного устройства 7.

Выбрасываемый из отверстий 16 л идкий металл образует параллельно включенный токосъемному устройству 7 скользящий контакт

струйного типа. При необходимости этот контакт может быть использован для разгрузки токосъемного устройства 7, либо могут быть приняты известные меры для ограничения тока через него.

Циркулирующий в каналах 12, 15 ротора жидкий металл отводит потери, выделяющиеся в роторе. Направление движения жидкого металла показано стрелками.

Предмет изобретения

1. Униполярная электрическая мащина с жидкометаллическими токосъемными устройствами разной полярности, располол енными на разных диаметрах внутри ротора и содерл ащими входные и выходные отверстия для циркуляции л идкого металла и камеры протечек жидкого металла, отличающаяся тем, что,

с целью упрощения конструкции и повышения надежности, в роторе выполнены каналы, соединяющие входные отверстия токосъемного устройства, расположенного на меньшем диаметре, с выходными отверстиями токосъемного

устройства, расположенного на большем диаметре, и выходные отверстия последнего со сливными отверстиями, выполненными в роторе в зоне токосъемного устройства, расположенного на меньшем диаметре.

2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что камеры протечек токосъемных устройств соединены каналами, выполненными в роторе, со сливными отверстиями в роторе.

uu

///f

Zi

./ 7

Fv Xy X y XxVVVXZJ

2tf