Электромеханический агрегат Советский патент 1979 года по МПК H02K51/00 H02K31/04 

Изобретение относится к области -электромашиностроения, а именно к ун полярным электрическим машинам, и мо жет быть использовано для регулирова НИН скорости вращения рабочих механи мов, приводимых в движение нерегулируемьнли приводамц. Швестны электромеханические агре гаты, включенные по системе генератор-двигатель и содержащие биполярные машины постоянного тока, якорные цепи которых, электрически соединены, между собой через их щетки и коллекторы ГП. Недостатки указанных устройств малая надежность и сложность обслуж вания. Известен также электромеханический агрегат с входным и выходным валами, состоящий из двух униполярных машин, включенных по системе генератор-двигатель и содержащих общий магнитопровод с компенсационными обмотками и обмотками возбуждения, установленные на осях якори, которые Р51эмещены концентрично расточке магнитопровода и погружены в полости с жидким металлом, герметизирующие полости, элементы и токоподводы к ним, один из которых выполнен оьщим для двух машин 2, Известная система генератор-двигатель в унипблярном исполнении с жидкометаллическим наполнением нуждается в специальных уплотняющих . устройствах на выходных концах валов, что необходимо для исключения проникнойения жидкого металла во внешнюЕо среду. Уплотняющие устройства усложняют систему и снижают ее надежность. Из-за токсичности ртути и вэрЁдвоопасности сплава NaK эксплуатация агрегатов с жидкометаллическим наполнением в аварийных режимах уплотняющих устройств может оказаться опасной для обслуживакидего персонала. Кроме того, указанное устройгство имеет ограниченные функциональные вЬзможности и не может обеспечить передачи вращения в полость с высоким давлением. Цель изобретения - повышение безопасности обслуживания и расширение функциональных возможностей при передаче ;Е(вй(ения в полость с высоким давлением. Поставленная цель достигается тем, что каждая из электрических машин

снабжена ротором, размещенным концентричнб расточке маГг нитопрОвбда и обращенным одной из торцовых поверхностей к якорю, один из роторов жестко связан с входным, а второй с выходным валами агрегата, якори устанЬвлены с возможностью вращения относительно осей, а каждая из полостей образована с одного торца герметизирующим элементом в виде диска, размещенным в зазоре между ротором и якорем и прикрепленным в центре к оси, а по периферии - к одному из токопроводов, выполненному в виде кольца, электрически связанного с магнйтопроводом, со -второго торца полость образована общим для двух маИин токоподводом, выполненным в виде ДиСка, установленного в поперечной плоскости симметрии агрегата и жестко закрепленного по периферии к мгагнитопроводу и изолированного от него, а в центре связанного с осями якорей, поверхности магнитопровода, обращенные к цилиндрической поверхности якорей, покрыты электроизоляционным г слоем, а обращенные друг к другу поверхности роторов и якорей снабжены секторовидными выступами.

На торцовой поверхности ротора, размещенного йа входном валу, может быть расположена явнополюсна я рбмотКа, соединенная посредством щеточноконтактного узла с источником постоянного тока. . , .

На чертеже представлен электромеханический агрегат. Агрегат состоит из магнитопровода 1, статора с двумя кольцевыми обмотками возбуждения 2 и 3,двух якорей 4 и 5 и двух роторов б и 7. Статор выполнен из стали и представляет собой набор цилиндрических деталей плотно собранных торцами друг к другу. Якори 4 и5 также изготовлены из ссгали и установленыв подгггиниках на консольных осях 8 и 9, жecтк соедине.нных с токопроводящей перего родкой 10. Эта перегбродка является конструктивной опорой для осей 8 и .9, якорей 4 и 5 и частью проводящей цепи якорей 4 и 5. Полости с жидким металлом с одного торца прикрыты гермети зир ующим элементом 11 . Последние укрепляются герметически по периферии к Электропроводным, но немагнитным кольцам 12, а в центре - к торцам осей 8 и 9. Полости, образованные гер метизирующими перегородками 11, расточкой полюса статора 13 и токопроводящей перегородкой 11 заполняются жидким металлом (например, ртутью или эвтектикой NaK), Полюсные расточки магнитопровода 1 статора в герме тизйрованных полостях покрыгы слоемизоляции 14, а токопроводящая пёре.городка 10 изолирована от магнито(провода 1 статора .

Электрический контакт с жидким Металлом имеет прикрепленные к магнитопроводу 1 статора кольца 12, якори 4 и 5 и токопроводяпуго перегородку 10. Два якоря 4 и 5 Двух ма1шин включены последовательно в общую цепь, замкнутую через сталь статора.

Якори 4 и 5 с торцов, обращенных к герметизирующим перегородкам 11, имеют полюсные секторовидные выступы 15. Такие же выступы имеют стальные цилиндрические роторы 6 и 7. Ротор 6 машины, работающей генератором на полюсных выступах 15, имеет радиальный паз, в который укладываются две стороны двух катушек 16, каждая из которых охватывает половину сечения полюсного выступа 15. При питании катушек 16 постоянньдм током они создают биполярную магнитную сие талу на каяэдом выступе 15. Катушки 16 питаются через щетки 17 и контактные кольца 18, установленные на валу ротора 6 i .

Роторы 6 и 7 жестко укреплены на входном 19 и выходном 20 валах, установленных в подшипниках 21 цент.ральной опоры .10 и подшипниках 22 подшипниковых щитов 23.

Агрегат работает следующим образом. При подключении обмоток возбуждния 2 и 3 и приведении во вращение входного вала 19 и одного из роторов 6 агрегата посредством электромагнитного сцепления выступов ротора 6 и якоря 4 вращение будет передано якорю 4. При этом в жидком металле, окружающем якорь 4, и в. теле якоря 4 индуктируется эдс. Якорь 4 генератора замкнут на якорь 5 двигателя, поэтому по якорной цепи двигателя потечет ток, который взаимодействуя с радиальным магнитным потоком двигателя приведет во вращение его якорь 5 и электромагнитно сцепленный с ним ротор 7 двигателя, посредством которого вращение перёда:ется на выхоной вал.20 агрегата.

Для регулирования частоты и направления вращения двигателя достаточно регулировать возбуждение генератора.

Изобретение позволяет передавать движение в полость с высоким давлением, а полная герметизация жидкого металла делает обслуживание агрегата безопасным.

Формула изобретения.

1, Электромеханический агрегат с входным и выходным валами,состоящий из двух униполярных машин, включенных по системе генератор-двигатель и содержащих общий магнитопровод с компенсационными обмотками и обмотками возбуждения, установленные на осях якори, которые размещены кон