Электрическая машина с возбудителем Советский патент 1981 года по МПК H02K19/38 

(54)

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С ВОЗБУДИТЕЛЕМ

Изобретение относится к электрическим машинам,, а именно к крупным синхронным электрическим машинам ил электромагнитным муфтам с возбудите лями, Известна электрическая машина с возбудителем, содержащая индуктор с обмоткой возбуждения,. якорь и генератор-возбудитель в виде машины пос тоянного тока ij. Недостатком такой машины являетс наличие скользящих контактов, возбуд теля, что ограничивает срок службы и надежность агрегата. Известна также электрическая маш на с возбудителем содержащая индук тор с обмоткой возбуждения, якорь, индуктор возбудителя со своей обмот кой возбуждения и магнитопроводом якоря возбудителя 2 . данное техническое раиение наиболее близко к изобретению по технической сущности и достигаемому результату. Недостатком такой машины является наличие выпрямителя что приводит к пульсациям выходного напряжения и уменьшению стабильности момента на валу машины. Наличие выпря мителей ограничивает также ток возбуждеиия машины,, а тем самым и мощность. Целью изобретения является улучшение формы выходного напряжения и стабильности момента машины. Указанная цель достигается тем, что магнитопровод возбудителя выполнен из двух коаксиальных колец, образующих полюса, соединенные с одного торца перемычкой, между полюсами размещенакольцевая обмотка возбуждения возбудителя,, на одном из кольцевых полюсов магнитопровода установлен кольцевой полый кожух, заполненный жидким металлом, изолированный от -магнитопровода и сое.диненный герметично по торцам с электропроводными кольцами, одно из которых изолировано от магнитопровода, а, другое соединено с ним электрически , и оба кольца, подключены к обмотке возбудителя,, на другом полюсе магнитопровода по окружности равномерно выполнены зубцы, между полюсами магнитопровода с зазорами размещен кольцевой якорь, выполненный из электро- и магнитопроводящего материала,, на цилиндрической поверхности которого со стороны зубчатого полюса установлен второЯ

изолированный кольцевой кожух с жидким металлом и торцовыми электропроводными кольцами,, одно из которых изолировано от якоря, а другое соединено с ним электрически, указанные лектропроводные кольца подключены к обмотке возбуждения машины, на ротивоположной цилиндрической поверхности якоря выполнены равномерно о окружности зубцы.

На фиг,1 показана предлагаемая машина, продольный.разрез; на фиг.2- возбудитель, поперечный разрез.

Электрическая машина содержит кольцевой магнитопровод 1 возбудитея, кольцевую обмотку 2 возбуждения. На полюсе 3 магнитопровода 1 установлен полый изолированный кольцевой кожу-х 4 с жидким металлом 5 внутри него, С торцов кожуха 4 герметично установлены электропроводные кольца б и 7, одно из которых изолировано от магнитопровода 1, а другое соединено с ним электрически. Оба кольца б и 7 подключены к обмотке 2, На полюсе 8 магнитопровода 1 по окружное ти равномерно выполнены зубцы 9. Между полюсами 3 и 8; размещен кольцевой якорь 10 из электро- и магнитопроводящего материала. На якоре 10 со стороны зубчатого полюса 8 установлен второй кольцевой кожух 11 с жидким металлом 12 и торцовыми электропроводящими кольцами 13 и 14, одно из которых изолировано от якоря 10, а другое соединено с ним i электрически. Оба кольца 13 и 14 подключены к обмотке 15 возбуждения машины. На другой цилиндрической поверхности якоря 10 выполнены равномерно по окружности зубцы 16,

При вращении якоря 10 за, счет остаточного магнитного потока создается сцепление его зубцов 16 с кольцевым слоем жидкрго металла 5, Последний вращается с определенным скольжение м относительно якоря 10, Благодаря этому в кольцевом слое метЬтла кожуха 4 индуктируется униполярн.ая ЭДС, Под действием этой ЭДС течет ток в обмотке 2 возбуждения и идет процесс самовозбуждения. Вместе с тем слой металла 12 кожуха 11 тормозится магнитным полем, выходящим из зубцов 9 внутреннего кольцевого полюса 8 магнитопровода 1, Благодаря этому индуктированная, в слое металла 12 кожуха И ЭДС 5Т еньшается и ЭДС индуктированная в якоре 10, .определяет . наличие тока в цепи обмотки 15 возбуждения машины. По мере роста магнитного потока возбудителя усиливает- . ся тормозной эффект и слой металла 12 в кожухе 11 остается почти неподви сным (только скользит) f тогда , якррьЮ, вращаясь, пересекает .магнитное поле, д в нем индуктируется.

возрастающая униполярная ЭДС,Если в кожухе 11 помещено гладкое магнитопровод ное кольцо, то и оно будет вращаться синхронно относительно неподвижного полюса 8, Если в кожухе 11 помещено магнитопроводное кольцо с зубцами, то при достаточно большом потоке оно останется неподвижным при совпадении его зубцов с зубцами полюса 8 магнитопровода 1, В этом случае будет получено максимально возможная ЭДС, При данной частоте вращения и данном магнитном потоке,

Предлагаемая электрическая машина имеет улучшенную форму выходного напряжения и стабильный момент на валу вследствии того, что для самовозбуждения в данной машине не требуется применение выпрямителей, что исключает пульсации тока возбуждения и пульсацию выходно о напряжения. Формула изобретения

Электрическая машина с возбудителем, содержащая индуктор с обмоткой возбуждения, якорь, индуктор возбудителя с обмоткой возбуждения, и магнитопровод, якорь возбудителя, отличающаяся тем, что, с целью улучшения формы выходного напряжения и стабильности, магнитопровод возбудителя выполнен из двух коаксиальных колец, образующих полюса, соединенные с одного торца перемычкой, между полюсами размещена кольцевая обмотка возбуждения возбудителя, на одном из кольцевых полюсов магнитопровода установлен кольцевой полый кожух, заполненный жидким металлом, изолированный от магнитопровода и соединенный герметична по торцам с электропроводными кольцами, одно из которых изолировано от маг- нитопровода, а другое соединено с ним электрически, и оба кольца подключены к обмотке возбудителя, на другом полюсе ма1;нитопровода по окружности равн(3мерно выполнены зубцы, между полюсами магнитопровода с зазорами размещен кольцевой якорь, выполненный из электро- и магнитопроводящего материала, на цилиндрической поверхности которого со стороны зубчатого полюса установлен второй изолированный кольцевой кожух с жидким металлом и торцовыми электропроводными кольцами, одно- из которых . изолировано от якоря, а другое соединено с ним электрически, указанные электропроводные кольца подключены к обмотке возбуждения машины, на противоположной цилиндрической поверхности якоря выполнены равномерно поркружности зубцы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Петров Г,Н, Электрические машины 4 П. М., ГЭИ,, 1963/ с,402,

2,Патент Японии 49-23646, кл. 55 В 1, 1974,

/о

фуг. f

А-А

Фиг. 2