Униполярный преобразователь Советский патент 1979 года по МПК H02K31/02 

(54) УНИПОЛЯРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретеие относится к электромашиностроению и может быть использовано, для, повышения или понижения напряжения постоянного тока, например, при питании электрофизических устройств.

Известен преобразователь постоянного тока - радиоумформер, содержащий обмотки двигателя и генератора, располо енные на одном якоре 1. Генератор и двигатель имеют различные, конструктивно обособленные токосъемные устройства, что усложняет конструкцию.

Известен также униполярный преобразователь, содержащий индуктор, якорь, коллекторы с токосъемными поверхностями, щетки генератора и щетки двигателя (2J..

Данное устройство является наиболее близким по технической сущности к изобретению.

В известной конструкции униполярного преобразователя якорь состоит из двух дисков, на каждом из которых имеется свой токосъемный аппарат с двумя токосъемными поверхностями. Каждый диск имеет, свой вал и свой ПОДН1ИПНИКОВЫЙ узел. При соединении валов с Гюмощ1 ю муфты машина мо

жет работать в ткачестве двигатель-генератора. Но наличие двойного комплекта якорей, валов и подшипников усложняет конструкцию. Кроме того для получения наибольшей ЭДС необходимо, чтобы плоскость токосъема совпадала с.плоскостью симметрии катущки. Совмещение этих плоскостей для двух дисков одновременно невозможно, что приводит к снижению ЭДС н ухудшению энергетических показателей машины.

Целью изобретения является упрощение конструкции путем использования одной обмотки якоря для двигателя и генератора и повышения энергетических показателей.

Для этого щетки генератора и щетки двигателя на обоих кол.лекторах расположены в одной плоскости каждые соответственно в пределах половины длины-окружности, и на одном из коллекторов, на котором щетки генератора имеют отрицательный потенциал, две ближайшие к ним Щетки двигателя подключены к отрицательному источнику питания.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. I изображен общий вид униполярного преобразователя, на фиг. 2 - электрическая схема соединения щеток. Якорь I установлен в подшипниках 2, 3, закрепленных в корпусе 4. Щетки двигателя 5, 6 рп ираются на токрсъемные поверхности коллекторов 7, 8. Щетки генератора 9, 10 размеи1ены в тех же пластинах, что и щетки двигателя 5, 6 на тех же коллекторах 7,, 8. Индуктор И представляет собой осесимметричную катушку, установленную В криостате 12. Плоскость симметрии индуктора II совпадает с плоскостью, п роведенной через центры поверхностей скольжения щеток 5, 9, расположенных на ближайшем к индуктору коллекторе. Согласно фиг. 2 соединение щёток осуществляется с помощью стержней 13, 14, 15, 16. Щетки двигателя 5, 6 и стержни 13, 14 соединяют последовательно проводники якорч 17 и объединяют их две параллельные ветви. Йа краях: сектора, в котором расположены щетки .двигателя, размещены щетки с наименьшим потенциалом, а в центральной части сектора-щетки с наибольщим потенциалом. Щетки генератора 9, 10 и стержни 15, 16 сое-, диняют проводники якоря параллельно и присоединяют их к нагрузке. Возможно также последовательно-параллельное соединение проводников генератора. При этом для обеспечения наименьшей разности потенциалов между соседними пластинами коллектора рядом друг с другом на Одном коллекторе располагаются щетки генератора и двигателя с наименьшими потенциалами. Расстояние |между ними ЙёМёйее ширины коллекторной Ъластнны, что обеспечивает автономность цё пей генератора и двигателя., Униполярный преобразователь работает следующим образом. Обмотка возбуждения индуктора П за пйтЫвается. постоянным током. Создается магнитное пОле, силовые линии Которого пронизывают диск якоря 1. К зажимам двигателя подводится постоянное напряжение и по проводникам верхней половины диска течет ток, который, взаимодействуя с магнитным полем, приводит диск во вращение. В проводниках индуцируется ЭДС. Внешняя цепЬ подключается с помощью геНераторных щеток 9, 10. Двигатель питается от сеjH повышенного напряжения и потребляет небольшой ток. Генератор имеет низкое напряжение, но может отдавать в нагрузку больнюй ток. При вращении якоря каждый проводник 17 поочередно работает в двигательном и в генераторном режимах. Описанный преобразователь Имеет один якорь и пару токосъемов так же, как и простейшая униполярная машина. Так как якорь один, то его токосъем большего диаметра располагается в плоскости симметрии катушки индуктора и тем самым лучше используется.магнитное поле, повышается ЭДС машины, и, по сравнению с двухдисковым преобразователем, где использование поля хуже, улучшаются энергетические показатели. Только за счёт изменения схемы внешних соединений без изменения конструкции преобразователя можно получить различное напряжение на выходе. Так, переходя от параллельной схемы соединения генератора к последовательно-параллельной, можно повысить напряжение на выходе за счет снижения тока. Это расширяет эксплуатационные возможности преобразователя. Формула изобретения Униполярный преобразователь, содержащий индуктор, якорь Со стержнями обмотки двигателя И генератора, соединенными с двумя коллекторами, на которых установлень щётки двигателя и генератора, и зажимы для подключения к источнику питания, отличающийся тем, что с целью упрощения конструкции путем использования одной обмотки якоря для двигателя и генератора и гювыщения энергетических показателей, щетки генератора и щетки двигателя на обоих коллекторах расположены в одной плоскости, каждые соответственно в пределах половины длины окружности, и на одном из коллекторов, на котором щетки генератора имеют отрицательный потенциал, две ближайшие к ним щетки двигателя подключены к отрицательному зажиму источника питания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Комиссар М. И. авиационные электрические машины и источники питания. М. «Мащиностроение, с. 437, 1975. 2.Патент Великобритании № 1165538, кл. Н 2 А, 1967.

12

ff

У0 +

13

7