Униполярная машина со щеточным токосъемом Советский патент 1980 года по МПК H02K31/02 

1

Изобретение относится к электрическим машинам, в особенности к униполярным машинам со сверхпроводниковой обмоткой возбуждения. Область применения - генераторы, двигатели большой мош,ности.

Известны униполярные машины со шеточным токосъемом и сверхпроводниковой обмоткой возбуждения 1. Эти машины имеют углеволокнистые шетки и ш;еткодержатели обычного типа с прижимными пружинами. Эта конструкция достаточно сложна.

Известна также униполярная машина со шеточным токосъемом, содержаш,ая якорь, индуктор, скользяшие шетки, ш,еткодержатели и прижимные рычаги с осями {2. Здесь ш.етки прижимаются к контактной поверхности рычагами, на которые действует пружина.

Конструкция шеткодержателя при этом достаточно сложна, трудоемок процесс сборки и относительно высока стоимость пружин, выполненных из специальных сплавов.

Цель изобретения - упрош,ение конструкции и повышение технико-экономических показателей машины.

Для достижения этой цели на плечах прижимных рычагов, контактируюших со щеткой, установлены ферромагнитные пластины, причем оси прижимных рычагов расположены в плоскостях, перпендикулярных оси машины, по касательным к окру йностям, концентричным относительно катушек 5 индуктора. При этом нажатие на шетку осуш,ествляется за счет электромагнитного воздействия ферромагнитной пластины и поля индуктора машины. Необходимость в использовании механической пружины от10 падает.

На чертеже изображена униполярная машина со шеточным токосъемом, обший вид.

В криостате 1 размешены две встречно

15 включенные осесимметричные катушки 2 и 3, представляюш,ие собой индуктор машины. Охлаждение катушек производится жидким гелием. Во внутренней полости криостата 1 установлен якорь 4, врашаю20 шийся в подшипниках 5 и 6. К контактной поверхности якоря 4 посредством прижимных рычагов 7 и 8, поворачивающихся в осях 9 и 10, прижимаются шетки 11 и 12, которые могут перемешаться по направля25 юшим шеткодержателя 13, 14. Оси 9-10 расположены в плоскости, перпендикулярной оси симметрии индуктора, и ориентированы по касательным к окружности с центром на этой оси. На рычагах 7 и 8 эксцент30 рично относительно их осей установленц

ферромагнитные пластины 15 и 16. Рычаги 7 и 8 также могут выполняться из ферромагнетика.

Работает машина следующим образом.

Катушки 2 и 3 индуктора запйтываются постоянным током. На ферромагнитные пластины 15 и 16 со стороны индуктора действзет сила, стремяш,аяся переместить эти пластины в область более сильного поля, в результате чего пластины давят на рычаги 7 и 8. Ввиду эксцентричного размещения пластин относительно осей вращения рычагов давление передается на оси 9 и 10, прижимающиеся к контактным поверхностям якоря 4. Так как сила действует в плоскости, проходящей вдоль оси симметрии индуктора через центр ферромагнитной пластины, то расположение оси вращения рычага перпендикулярно этой плоскости позволяет избежать перекоса оси рычага и ее заклинивания.

При работе машины в двигательном релшме на внешние зажимы, электрически соединенные со щетками, подается ток и якорь приходит во вращение. При работе в генераторном режиме якорь 4 вращается от внешнего привода, в якоре индуцируется ЭДС и при подключении нагрузки через щетки отводится ток.

В рассматриваемом устройстве для поджатия щеток не применяются дополнительные автономные источники с запасенной энергией (например механические пружины) , а используется энергия магнитного поля индуктора. Это обстоятельство позволяет упростить конструкцию щеткодержателя за счет устранения системы пружин, деист-. вующих на прижимные рычаги и замены их на ферромагнитные пластины. Такая замена обеспечивает более простую технологию изготовления и использование более дешевых материалов. Кроме того, повышается использование индуктора, так как при тех же параметрах он, создавая магнитный по,ток через якорь, обеспечивает поджатиешеток к контактной поверхности.

Формула изобретения

Униполярная машина со щеточным токосъемом, содержащая якорь-индуктор, скользящие щетки, щеткодержатели и прижимные рычаги, установленные на осях, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения технико-экономических показателей, на плечах прижимных рычагов, контактирующих со щеткой, установлены ферромагнитные пластины, причем оси прижимных рычагов расположены в плоскостях, перпендикулярных оси машины, по касательным к окружностям, концентричным относительно катушек индуктора. .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Фонер С. и др. Сверхпроводящие машины и устройства, М., «Мир, 1977, с. 30.

2.Патент Англии № 1165538, кл. Н 02А, 1968 (прототип).