Преобразователь переменного тока в постоянный Советский патент 1979 года по МПК H02K47/02 H02K31/04 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ

Изобретение относится к области специального электромашиностроения и может быть использовано при производ стве преобразователей переменного то ка в постоянный, работающих в режиме больших токов (до десятков тысяч ампер) . Известен преобразователь переменного тока в постоянный, состоящий из асинхронного двигателя и униполярного генератора с общим жидкометаллическим ротором I . Возбуждение униполярного генерато ра осуществляется посредством обмотки переменного тока, расположенной на статоре и одновременно создающей необходимое для работы преобразовате вращающееся магнитное поле. При этом обмотка возбуждения постоянного тока на внутреннем сердечнике отсутствует, а катушки обмотки статора под.ключены к питгиощей сети через вентили по определенной схеме, позволяющей выделять постоянную составляющую тока для возбуждения униполярнрго генератора. Однако такое возбуждение является неэкономичным, так как из сети переменного тока через статор,. кроме переменного намагничивающего . связанного с созданием вращающегося поля, потребляется еще и постоянный ток возбуждения униполярного генератора. Это ведет к снижению энергетических показателей преобразователя. Известны также аналогичные преобразователи, в которых униполярный гз;:ератор возбуждается обмоткой постоянного тока, расположенной на внутреннем магнитопроводе 2. Такие преобразователи являются наиболее близкими к изобретению. Основным их недостатком является относительно низкое использование активных материалов во внутренних областях устройства, где размещены массивный ,1агнитопровод и щихтованный внутренний сердечник и отдельно от них мощная обмотка возбуждения постоянного тока. Наличие этой обмотки вызывает необходимость увеличения габаритов магнитной цепи и всей установки в большей степени, чем это необходимо по условию проведения требуемого магнитного потока. Кроме того, у преобразователя сравнительно низкие энергетические показатели. Целью изобретения является повьпиение использования активных материяЛОВ, уменьшение габаритов и улучшение энергетических показателей преобразователя. Поставленная цель достигается тем что катушки обмотки возбуждения генератора и внутренний сердечник выполнены в виде двух электрически„ соединенных цилиндрических пакетов КЗ ленточногобиметаллического проводника, навитого на ребро, при этой один слой биметалла является ферромагнитным, другой выполнен из материала с высокой электропроводностью, а направление намотки .пакетов проти-воположное. Конструктивная схема, преобраэователя показана на чертеже. Предлагаемый преобразователь содержит корпус 1, являющийся одновременно магнитопроводом для постоянного тока, сердечник 2 статора с обмоткой переменного тока, витые катушки 3 и 4 обмотки возбуждения, одновременно являющиеся пакетами внутреннего сердечника. Катушки 3 и 4 электрически изолированы от централь ного стержня - магнитопровода 5, имеют токоподводы б постоянного тока и электрический контакт 7, в котором за счет разного направления намотки в пакетах-катушках происходит изменение направления тока. В зазоре размещена кольцевая камера 8 с жидким металлом и токоотводящие электро ды 9. Преобразователь работает следующим образом. Вращающееся поле, возбуждаемое обмоткой статора, приводит .во вращение жидкий металл, который перемещаетяя в постоянном магнитном толе возбуждения. При этом в металле (индуктируется ЭДС одного знака и во внешнюю цепь через токосъемные электроды отводится постоянный ток. Витые катушки обмотки возбуждения, одн временно являющиеся внутренним сердачником, создают постоянное магнит ное поле, замыкающееся так, как это показано;на чертеже пунктиром, при §том направление тока в катушках должно быть различным, что при любом электрическом соединении катушек обеспечивается за счет разного направления их намотки. Основной положительный эффект предлагаемой конструкции состоит в совмещении в одном объекте и в одно конструктивном узле обмотки возбуждения и внутреннего сердечника преобразователя, что приводит к повышению использования активных материалов, уменьшению габаритов и улучшению энергетических показателей. Так как навивка ленты на ребро для образования пакетов сердечника-катушек обмотки возбуждения осуществляется примерно с таким же коэффициентом заполнения, как в шихтованных сердечниках, то при прочих равных условиях и сохранении в совмещенной обмотке-сердечнике достаточного количества стали можно увеличить объем меди или алюминия примерно в 1,4-1,6 раза по сравнению с ее объемом в прототипе. Кроме того, частичную токовую нагруз.ку берет на себя ферромагнитная -часть биметаллической лент сталь. Это позволяет увеличить сум- I маторное сечение проводников обмотки возбуждения, снизить потери и улучшить кПД установки. формула изобретения Преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий униполярный генератор с обмоткой возбуждения, выполненной в виде двух катушек, и асинхронный двигатель, имеющий общие с генератором жидкометаллический ротор и внутренний сердечник, размещенный на центральном стержневом магнитопроводе, охваченном катушками, отличающийся тем, что, с целью повышения использования активных материалов, уменьшения габаритов и улучшения энергетических показателей, катушки обмотки возбуждения генератора и внутренний сердечник выполнены в виде двух электрически: соединенных цилиндрических пакетов из ленточного биметаллического проводника, навитого на ребро, причем один слой биметалла - ферромагнитный, другой слой выполнен из материала с высокой электропроводностью, а направление намотки пакетов противоположное. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 200657, кл..Н 02 К 31/04, 1967. 2,Авторское свидетельство СССР 176323, кл. Н 02 К 31/04, 1964.