Электрическая машина постоянного тока Советский патент 1976 года по МПК H02K23/58 H01L39/02 

1

Изобретение относится к электротехнике и в частности к коллекторным электрическим машинам иостоянного тока со сверхпроводящими обмотками возбуждения.

Известные электрические машины указанного типа содержат обмотку возбуждения, состоящую из сверхпроводящих катушек, помещенных в криостат статора, и ротор с расположенными на нем обмоткой якоря и коллектором.

Высокая величина индукции магнитного поля в зоне обмотки якоря, создаваемая сверхпроводящими катушками обмотки возбуждения, позволяет отказаться от применения ферромагнитных материалов в конструкции якоря электрической машины. В этом случае пространственное распределение магнитного поля сверхпроводящей обмотки возбуждения в зоне обмотки якоря таково, что в области коммутирующих секций якорной обмотки имеют место как радиальная, так и тангенциальная составляющие магнитного поля. Обе составляющие поля отрицательно влияют на коммутационные характеристики машины.

Для улучшения коммутации электрической машины за счет уменьшения наведенной в коммутирующих секциях обмотки якоря электродвижущей силы, вызванной магнитными полями рассеяния сверхпроводящих катушек

обмотки возбуждения, в предлагаемой электрической машине в криостате между катушками обмотки возбуждения в осевом направлении установлены полосы из сверхпроводящего материала, а на внутренней оболочке криостата под указанными сверхпроводящими полосами в том же направлении расположены стержни из ферромагнитного материала.

На чертеже представлен поперечный разрез описываемой электрической машины постоянного тока, где 1-сверхпроводящая катушка обмотки возбунадения; 2 - наружная оболочка криостата; 3 - внутренняя оболочка криостата; 4 - ротор; 5 - коммутирующие секции обмотки якоря; 6 - полосы из сверхпроводящего материала; 7 - стержни из ферромагнитного материала.

Сверхпроводящие катушки 1 обмотки возбуждения создают в зоне коммутируемых секций 5 магнитное поле рассеяния, которое наводит в секциях электродвижущую силу вращения, ухудшающую коммутацию машины. Сверхпроводящие полосы 6, расположенные

между катушками, выполняют роль экранов, которые за счет размагничивающего поля, создаваемого экранирующими токами, наведенными в них полями рассеяния обмотки возбуждения, позволяют снизить величину радиальной составляющей магнитного ноля в зоне коммутирующих секций 5 якоря и благодаря этому уменьшить величину ЭДС вращения, наводимую в этих секциях.

Выравнивание магнитного ноля в зоне коммутирующих секций 5 в тангенциальном направлении осуществляется за счет ферромагнитных стержней-экранов 7, размещенных в непосредственной близости от поверхности якоря электрической машины. Стержни расположены аксиально, например, на внутренней оболочке криостата, причем их ширина равна ширине зоны коммутации электрической машины. Это также позволяет уменьшить ЭДС вращения в коммутирующих секциях и улучшить коммутацию коллекторной машины постоянного тока со сверхпроводящей обмоткой возбуждения.

Формула изобретения

Электрическая машина постоянного тока, содержашая обмотку возбуждения, состоящую из сверхпроводяших катушек, помещенных в криостат статора, включающий в себя внутреннюю и наружную оболочки, и ротор г расположенными на нем обмоткой якоря и коллектором, отличающаяся тем, что, с,

целью повышения эксплуатационной надежности путем улучшения коммутации, в криостате между катушками обмотки возбуждения в осевом направлении размещены полосы из сверхпроводящего материала, а на внутренней оболочке криостата под указанными сверхпроводящими полосами в том же направлении расположены стержни из ферромагнитного материала.