Жидкометаллическое токосъемное устройство для униполярной электрической машины Советский патент 1979 года по МПК H01R39/30 H02K31/00 

Иаобретение относится к электротехнике, в частности к токосъемным устрой ствам для униполярных машин постоянного тсва, которые применяются в качеств источников питания в тех случаях, когда требуются большие постоянные токи при отЁ1с)сительно низком напряжении, а также в качестве электропривода на судовы установках, для прокатных станов, больших насосов, вентиляторов и т.д. Иввестны кидкометаллические токрсъе мвые устройства кольцевого типа, преднааначенные для передачи тока с вращающейся части на неподвижную в униполярных гевераторах. Б этих устройствах имеются коаксиально расположенные ;наружное и внутреннее контактные кольаа, кольоевой загор между которыми вапол нен жидким металлом и 1федставляет co6 токопередаюшую камеру, соедивенную с внешней циркуляционной системой. Циркуляция жидкого металла осуществляется черев систему подводящих и отводящих каналов, расположенных в аеподвижном контактном кольце jl} . В подобных устройствах равномерное распределение жидкого металла и удержание его в токопередающей камере обеспечивается ва счет силы трения и центробежных сил, возникающих при вращении подвижного контактного кольца. Известно также токосъемное устройство для униполярного генератора, являющееся наиболее близким к описываемому . В этом устройстве вращающийся электрод представляет собой кольцо прямоугольной формы, выступающее над цилиндрической поверхностью ротора. Его охватывает неподвижный электрод, расположенный на статоре. Неподвижный электрод имеет кольцевые отбойники, направленные в сторону торцовых поверхностей вращающегося электрода, кольцевые и дренажные каналы для сбора и дренажа жидкого металла, вытекающего ив токопередающей камеры, систему подводящих жидкий металл каналов, сосгоящих на осевыЭс и радиальных участков, и систему отводящих жидкий металл каналов, расположенных на торцовых поверхностях неподвижного электрода. Подача жидкого металла в токопередающую камеру иэ активной циркуляпионной системы производится при вращающемся роторе. Под действием силы трения и центробежных сил в токопередающей камере образуется жидкометаллическое вращающееся кольцо. Вытеснению жидкоЫ металла от центробежных и електродикамических сил еэ токопередающей камеры в осевом направлеиив вдоль поверхности непооввжного алектрода препятствуют кольцевые отбойники, благодаря чему в камере поддерживается определенное давление жидкого металла, обеспечивающее хороший электрический контакт между непооЁйжньШ вращающи; 1ся электродамв. Небольшая утечка металла через вавор между отбойвиками в торцовой поверхностью врашашицегося електрода улавливается в 1соШ1геШ)1Х камерах и дренажиру- . ettifl DO KditiuiaM в сливной бак.

Радналй йЬе расположение каналов, черев которШ при 6htBM uibtiQM расходе жидкий мёчалл поступает в токопередающую камеру, позволяет сфорМ1И1ровать. жидкометаллическое вращающееся кольцо, обеспечввающее прохождевие тока между електродамв,;только при воминальвой 4actOTe вращения ротора. Это недает вовмо;| ости использовать данную конструкцию тсжосьема при приемлемой для нормальной работы расходе жидкого, металла в двигательном режиме работы мащв1аы, когда необходимо обеспечить электрический контакт при неподвижном

роторе, а также в режимах работы мащины с широкой регулировкой частоты вращения.

Целью изобретения является сокраще-г ние расхода жидкого металла при формировании жидкостного вращающегося копьца, обеспечивающего электрический контакт между вецодвижвым в вращающимся электродами униполярной мащины не тотш

ко в режвме работы генератора, но н в режиме работы двигателя, т.е. при неп6 №ижном роторе мащины.

Поставденная цель достигается за сче того, что входные каналы, соединяющие тбкопёредаюпгую камеру с кольцевым коллектором, выполнены в виде щели и направлены по касательной к цилиндрической поверхности подвижного электрода в сторону его вращения.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема токосъбмного устройства; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1.

Неподвижный электрод 1 охватывает вращающийся электрод 2, гредставляюшиЯ собой прямоугольное кольцо, выступаю- njee над цилиндрической поверхностью ротора. Кольцевой зазор между электродамв ограниченный кольцевыми отбойниками 3, заполняется жидким металлом и представ ляет собой токопередающую камеру 4, Н.а

/нёподбижном электроде 1 расположены камера 5 сбора и дренажа протечек жидкого металла, кольцевые коллекторы 6 и 7, система подводящих 8 (см. фиг. 2) в Отводящих 9 (см. фиг. l) жидкий металл каналов и каналы 10, связывающие тсжосъемное устройство с внещней циркуляционной системой.

Токосъемное устройство работает следующим образом.

Жидкий металл поступает ив внещнеЙ циркуляционной системы в кольцевой коллектор 6 через каналы 10. Подача его в тсжопередающую камеру осуществляется . под давлением на коллектора 6 через щеле

вые наклрвные каналы 8. За счет квветичв ской эн.ергнв струй жидкого металла, выте: кающего вз этих каналов, в токопередающей камере 4 образуется ашающееся жядко металлическое кольцо. Вьтлескиванию метшша вз камеры препятствуют кольцевые отбойники 3, в результате чего в камере поддерживается определенное давление, обеспечивающее хороший электрический контакт между электродами. Жидкий металл во внощнюю циркуляционную систе,;Му возвращается через каналы 9 tt кольцевые коллекторы 7.

Ф О

рмулаввобр. етения

}1 кометаллическое токосъемное уст ройство для униполярной электрической мащины, содержащее наружный неподвижНый электрод, охватывающий внутренний пОдвижвый цилиндрический электрод, и токопередающую камеру в виде кольцевого зазора между электродами, ограниченного с боков кольцевыми полостями каплевидной формы, торцовыми лабиринтными уплотнителями и заполненного жидким металлом, при ВТОМ камера соединена с кольцевым коллектором и внещней активной циркуляционной системой через входййе каналы, расположенные равномерно по окружности цилиндрической поАерхнос