Электрическая машина Советский патент 1980 года по МПК H02N4/20 

Изобретение относится к области электротехники, в частности, касается изменения конструкции срадств компенсации реакции якоря , например, в индукционных электромагнитных насосах. Кроме того, оно может быть использовано при разработке линейных асинхронных двигателей индукционных МГД-преобразователей. Известно, что в индукционных электромагнитных насосах 1,содержащих индукторы с обмоткой трехфаз ного тока и размещенный в немагнитном зазореиндукторов канал для жид кого металла, при пересечении бегущим магнитным полем канала с металлом, в последнем индуцируются токи, магнитное поле которых (поле реакция якоря ) накладывается на поле холостого хода насоса. С ростом реакции якоря характеристики насоса ухудшаются, снижается давление, развиваемое насосом. Реакция якоря усиливается с ростом проводимости жидкого металла, например, при пере качке алюминия. Повыгиение давления может быть достигнуто за счет увеличения длины насоса. Однако это не всегда приемлемо в МГД-металлургии, поскольку в электромагнитных насосах, работающих на алюминии, как правило, металлотракты изготавливают из керамических материалов. Наличкг керамических металлотрактов, тр.зо;пощих частой смены их из-за хрупкости материала, зарастания проточной части, обуславливает ненадежность этого узла. Увеличение развиваемого насосом напора Р при сохранности тех же габаритов может быть достигнуто за счет увеличения частоания при малой реакции яко&- проводимость жидкого ме/ - магнитная проницаемость, 2. частота питания; - t - полюсное деление обмотки. С ростом частоты питания увеличивается реакция якоря (е 1)/ влияние которой сказывается на развиваемом насосом давлении в большей степени, чем собственно частота т.е. без компенсации реакции якоря повышение напора при увеличении частоты питсшия не будет достигнуто. Известна также электрическая машина 2, содержащая индукторы с обмоткой, разкющенный в немагнитном зазоре якорь, средства компенссщии реакции якоря в виде дополнительного источника электромагнитног поля. Однако такое решение не прием лемо для электрических машин переменного тока, в частности, для элек ромагнитных насосов плосколинейиого типа. Целью изобретения является повышение развиваемого машиной давления а также уменьшение габаритов якоря. Поставленная цель достигается тем, что дополнительный источник электромагнитного поля выполнен в в де индуктора бегущего магнитного поля и короткозамкнутой по торцам ранетки из параллельных стержней, размещенных в зоне действия основно го и дополнительного индукторов,при этом стержни решетки в зоне индукто ров параллельныпазам последних, а обмотки индукторов включены встречно по фазе: дополнительный индуктор размещен над основным индуктором, при этом стержни решетки в зоне огибания лобовых участков основного индуктора наклонены и подсоединены к стержням дополнительного индуктора через нечетное число полюсных делений машины;дополнительный источник электромагнитного поля выполнен подвихным вдоль продольной оси якоря; стержни решетки введены в пазы ос новного индуктора. На фиг. 1 представлен общий вид машины с компенсационным элементом; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1 на фиг. 3 - то же, с расположением дополнительного индуктора над основным индуктором. Конструкция включает два основных индуктора 1 бегущего магнитного поля с обмоткой 2 трехфазного тока, в немагнитном зазоре которого расположен канал 3 для жидкого мет,алла Для компенсации реакции якоря насос снабжен дополнительным источником электромагнитного поля в виде индуктора 4 бегущего магнитного поля со своей обмоткой 5 и короткозамкнутой по торцам решетки из параллельных стержней 6, Стержни 6 решетки расположены в зоне действия основного 1 и дополнительного 4 индукторов параллельно пазам последних. Параметры обмотки вспомогатель ного .индуктора выбираются таким образом, чтобы в режиме холостого ход {при отсутствии металла в канале; на соса) в компенсирующем элементе ник&ких токов не наводилось. Для этог достаточно обеспечить условие, :гтри котором суммарный поток, пронизываю щий каждый контур, образованный в компенсирующем элементе, йыл бы равен нулю. Указанное условие выполни ю при подключении обмоток дополнигельно1х индуктора встречно по отношению к обмоткам основного индуктора. В дополнительном индукторе между магнитопровода1 1И может отсутствовать воздушный зазор, поскольку об-, мотка трехфазного тока может быть общей для основного и вспомогательного индукторов. Благодаря отсутствию воздушного зазора число витков в обмотке и ток в них могут быть снижены по сравнению с обмоткой основного индуктора. При выполнении обмотки основного индуктора через ярмо целесообразно дополнительный магнитопровод расположить над основным индуктором и чтобы зубцы дополнительного магнитопровода схватывали o6ivsoTKy последнего, а стержни решетки в зоне огибания лобовых частей основного индуктора необходимо выполнить наклонныма и подсоединить к стержням дополнительного индуктора через нечетное число полюсных делений насоса. Из-за различной конструкции магнитопроводов указанных индукторов , обмотки, формы и величины лобовых частей может возникать сдвиг по фазе и величине между полями индукторов. Для компенсации указанного эффекта целесообразно средства компенсации выполнить подвижными относительно продольной оси канала. Стержни решетки могут быть введены в пазы индукторов и закоктаундированы совместно с обмотками, в таком случае ОКИ будут выполнять одновременно роль клиньев. В с;аучае выполнения стержней в рабочей зоне канала из нихрома, последние могут быть использованы в случае необходимости для подогрева перекачиваемого металла. При подаче питания на обмотки насоса и при наличии жяд-кого металла в канале основного индуктора от индуцированных в металле бегущим магнитным потоком токов появляется поток реакции якоря, который накладывается на поле холостого хода насоса, искажая последний. Для потока реакции якоря компенсационный элеккнт в виде дополнительного индуктора бегущего поля к короткозамкнутой по торцам решетки представляет собой замкнутый контур, который стремится согласно закону Джоуля-Ленца снизить поток, проникающий внутрь этого контура, Компенсационный элемент, не искажая поток холостогчэ хода машины, вуделяот поток реакции якоря и компенсирует его. Чем выше проводимость указанного элемента и чем ближе расположен он к ксшалу насоса, тем лучше компенсация. Наиболее заметно эффект компенсации проявляется в машинах с большой реакцией йкоря (большие значенияS/ малые немагнитные зазоры в машинах цилиндрического типа - без поперечного краевогр эффекта) . Отсутствие поля индукционных токов ликвидирует отставание по фазе волны токов относительно волны магнитного поля холостого хода и позволяет максимально нагружать машину Формула изобретения I. Электрическая мсшшна, содержащая индукторы с обмэткой, размещенный в немагнитном зазоре якорь, средства компенсации реакции якоря в виде дополнительного источника электромагнитного поля, отличающаяся тем, что, с целью увеличения развиваемого машин усилия, уменыиения габаритов якоря, дополнительный источник электромагнитного поля выполнен в виде индуктора бегущегчэ магнитного поля и короткозамкнутой по торцам решетки из параллельных стержней, размещенных в зоне действия основного и дополни тельного индукторов, при этом стерж ни решетки в зоне индукторов параллельны пазам последних, а обмотки индукторов включены встречно по фазе. 2.Электрическая машина по п. 1, отличающаяся тем, что, дополнительный индуктор размещен над основным индуктором, при этом стержни решетки в зоне огибания лобовых участков основного индуктора наклонены и подсоединены к стержням дополнительного индуктора через нечетное число полюсных делений. 3.Электрическая машина по п.1 и 2,отличающаяся тем, что дополнительный источник электромагнитного поля выполнен подвижным вдоль продольной оси якоря. 4.Электрическая машина по п.13,отличающаяся тем, что стержни решетки введены в пазы новного индуктора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Вольдек А.И. Индукционные МГД-машины с жидкометаллическим рабочим телом 1970, с. 171. 2.Электротехника, под ред. Галкина Ю.М. М., изд-.во Академии Наук, 1959, с. 142-145.

g«

Llllinii.i.i,iinH |-