Коммутатор с жидкометаллическим контактом Советский патент 1974 года по МПК H01R39/30 H02K27/06 

1

Изобретение относится « устройствам для коммутации репульсионного двигателя, осуществляемой с помощью жидкого металла.

Известен коммутатор, содержащий замкнутую вращающуюся камеру, заполненную жидким металлом, и контактные элементы.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности устройства.

Эта цель достигается тем, что камера имеет две полости, в одной полости на общей втулке установлены сектора, снабженные приводом для перемещения их по окружности, контактные элементы расположены на внутренней торцовой стенке камеры, а сама камера и сектора выполнены из материала, не смачивающегося жидким металлом; полости камеры выполнены концентрическими и отделены одна от другой перегородкой с отверстиями, наружная поверхность секторов, установленных во внутренней полости, не концентрична перегородке и имеет скосы в сторону контактных элементов, а число секторов соответствует полюсности двигателя.

Во втором варианте исполнения «амера содержит цилиндрическую полость, которая переходит в коническую, а контактные элементы расположены на внутренних диаметрально противоположных стенках цилиндрической волости.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 - вариант исполнения коммутатора; на фиг. 4 - вид по стрелке Б на фиг. 3.

Коммутатор репульсионного двигателя (фиг. 1 и 2) включает дискообразный корпус 1, имеющий аксиальное отверстие 2 для установки и крепления его на валу ротора, например, при помощи винтов через ;радиальные отверстия 3 на торцовой ступице 4. Внутренняя камера коммутатора разделена концентрической перегородкой 5 на рабочую полость 6 и периферийную полость 7. Концентрическая перегородка 5 имеет отверстия 8 для перетока

жидкого металла из одной полости в другую. На торцовой стенке коммутатора установлены токоподводящие шинки 9, концы которых в рабочей камере имеют вид контактных пластинок 10. Контактные пластинки 10 утоплены в корпусе 1, чтобы внутренняя стенка коммутатора не имела выступающих частей.

Контактные пластинки 10 размещены относительно перегородки 5 на расстоянии, необходимом для размещения части жидкого металла, нросочивщегося через щели между приемным концом 11 секторов 2 и корпусом 1 коммутатора. Зазор между приемным концом 11 секторов 12 и перегородкой 5 - минимальный. Однако сектор 12 выполнен таким, чтобы между ним и перегородкой 5 образовался определенный о-бъем 13, который необходим для размещения просочившегося потока металла по всему периметру приемного конца сектора. При этом металл с боковых стенок сектора удаляется в сторону перегородки за счет центробежных сил. Днище сектора с внешней сторо-ны имеет канавку 14, которая к концу сектора постепенно расширяется в направлении к ротору, а та-кже имеет некоторый уклон в ту же сторону с тем, чтобы струйка металла во время пуСка попадала на конта ктные пластинки, находящиеся вслед за сектором. Количество секторов соответствует числу полюсов репульсионного двигателя. Сектора жестко соединены с цилиндрической втулкой 15, имеющей привод 16, при помощи -которого сектора фиксируются в определенном положении, диктуемом режимом работы двигателя. Роль периферийной полости 7 сводится к регулированию объема металла в рабочей полости 6 в зависимости от режима работы двигателя. При применении жидкометаллической коммутации напряжение на месте контакта между металлом и контактными пластинками практически не теряется. Это позволяет применять на роторе стержневую или литую алюминиевую обмотку. В этом случае все конструктивные части коммутатора могут .выполняться из чугуна или стали. Стенка, на которой располагаются контактные пластинки, должна иметь покрытие, не смачивающиееся жидким металлом. Такое покрытие устранит возможность образования электрической цепи по пленке жидкого металла в секциях, не подлежащих коммутации. Сами контактные пластинки должны быть свободны от такого покрытия. Если ва роторе применяется обмотка в виде катушки из изолированного провода, то все детали коммутатора должны быть изготовлены из изоляционного материала. В другом варианте исполнения коммутатор (фиг. 3 и 4) состоит из рабочей камеры 17, сектора 18 с .приводом 19 для регулирования числа оборотов двигателя. Рабочая камера состоит из цилиндрической полости 20 и конической полости 21 для размещения жидкого металла при остановке двигателя. При вращающемся роторе двигателя жидкий металл под действием центробежных сил распределяется по кольцевой стенке 22. Контактная зона содержит два концентрических ряда контактных пластин 23, расположенных от кольцевого слоя жидкого металла на расстоянии, исключающем электрический контакт между ними и жидким металлом. Контактные пластины устанавливаются заподлицо в стенках камеры 17, выполненных из изолирующего материала, не смачивающегося жидким -металлом. Диаметрально противоположные контактные пластины, расположенные в разных рядах, запараллеливаются между собой. Пусковой .момент двигателя обеспечивается короткозамкнутыми секциями, одноименные контактные пластины которых в начальный момент погружены в жидкий -металл. При вращающемся роторе весь жидкий металл распределяется по кольцу, которое, набегая на -неподвижный сектор, отклоняется и замыкает контактные пластины, оказавшиеся в зоне сектора. Во втором варианте исполнения жидкометаллического коммутатора требуется меньшее количество жидкого металла. Число секторов уменьшается в два раза, что позволяет увеличить полюсность репульсионного двигателя без опасений уменьшить центробежную силу, формирующую кольцевой слой жидкого металла. Предмет изобретения 1. Коммутатор с жидкометаллическим контактом, преимущественно для репульсионного двигателя, содержащий замкнутую вращающуюся камеру, заполненную жидким металлом, и контактные элементы, отличающийс я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности устройства, камера имеет две полости, в одной из которых на общей втулке установлены сектора, снабженные приводом для перемещения их по окружности, а контактные элементы расположены на внутренней торцовой стенке камеры, причем указанная камера и сектора выполнены из материала, не смачивающегося жидким металлом. 2.Коммутатор по п. 1, отличающийся тем, что полости камеры выполнены концентрическими и отделены одна от другой перегородкой с отверстиями, наружная поверхность секторов, установленных во внутренней олости, не концентрична перегородке и имет скосы в сторону контактных элементов, а исло секторов соответствует полюсности двиателя. 3.Коммутатор по п. 1, отличающийся ем, что камера содержит -цилиндрическую поость, которая переходит в коническую, а онтактные элементы расположены на внутенних диаметрально -противоположных стенах цилиндрической полости.

/5

Риг 1