Машина постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - улучшение удельных массогабаритных и энергетических показателей электрической машины (ЭМ) путем увеличения использования активной поверхности якоря и уменьшения добавочных потерь во вращающемся валу якоря. В ЭМ постоянного тока, содержащей дисковый якорь 2 со стержневой сбмоткой 6. установленный на валу 5 в подшипниках 10, 11 между половинами индуктора, выполненного в виде частей тора с катушкой возбуждения на каждой части, индуктор 1 снабжен по крайней мере еще одним тором. Торы индуктора 1 выполнены из четырех частей и установлены с наклоном по отношению к диску якоря 2 и на каждой стороне якоря части тора соединены ферромагнитными вставками 9. В предложенной конструкции ЭМ с принятой формой индуктора в виде частей тора практически устраняется магнитное поле рассеяния. Это исключает необходимость установки магнитных экранов. Выполнение индуктора не менее чем еще с одним тором повышает использование активной поверхности якоря. Проход к опорам вала якоря снаружи индуктора вне области поля возбуждения обуславливает уменьшение добавочных потерь от вихревых токов во вращающемся валу якоря и увеличение КПД 5 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕ ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

tsiys H 02 К 31/00

i ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР м gl т .м ! ;З . 1 - !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0 Ю

СО (Л (21) 4449742/07 (22) 01.07.88 (46) 15.02.91, Бюл. М 6 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Б,Л.Алиевский, Н.Е.Ледовская и T.Ë.Áàраник (53) 621.313.291 (088.8) (56) Superconductlng disk generator for

500MW, — Electrical Review, 1977, Vol. 201, М5, р.56. (54) МАШИНА ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике, Цель изобретения — улучшение удельных массогабаритных и энергетических показателей электрической машины (ЭМ) путем увеличения использования активной поверхности якоря и уменьшения добавочных потерь во вращающемся валу якоря. В ЭМ постоянного тока, содержащей дисковый якорь 2 со стержневой обмоткой 6, установ2. Ж, 1628156 А1 ленный на валу 5 в подшипниках 10, 11 между половинами индуктора, выполненного в виде частей тора с катушкой возбуждения на каждой части, индуктор 1 снабжен по крайней мере еще одним тором. Торы индуктора 1 выполнены из четырех частей и установлены с наклоном по отношению к диску якоря 2 и на каждой стороне якоря части тора соединены ферромагнитными вставками 9. В предложенной конструкции

ЭМ с принятой формой индуктора в виде частей тора практически устраняется магнитное поле рассеяния. Это исключает необходимость установки магнитных экранов.

Выполнение индуктора не менее чем еще с одним тором повышает использование активной поверхности якоря. Проход к опорам вала якоря снаружи индуктора вне области поля возбуждения обуславливает уменьшение добавочных потерь от вихревых токов во вращающемся валу якоря и увеличение

КПД. 5 ил.

1628156

Изобретение относится к электротехнике.

Цель изобретения — улучшение удельных массогабаритных и энергетических показателей путем повышения использования якоря и уменьшения добавочных потерь.

На фиг. 1 представлена схема конструкции машины постоянного тока (ЭМ); на фиг. 2— узел! на фиг. 1; на фиг. 3 — вид А на фиг. 1; на фиг. 4 и 5 — варианты электрических схем соединений групп стержней обмотки якоря последовательно и параллельно (возможно также смешанное соединение).

Машина содержит индуктор 1, выполненный в виде частей тора с катушками возбуждения на каждой части. В зазоре между половинами индуктора расположен дисковый якорь 2. В конструкцию якоря входит несущий диск 3 из изоляционного композитного материала, установленный с помощью втулки 4 на валу 5. На несущем диске якоря с двух сторон закреплены выполненные иэ меди или алюминия активные проводники 6 стержневой обмотки, соединенные с коллекторами, на которых установлены щетки 7 и 8, В местах пересечения частей индуктора установлены соединительные ферромагнитные вставки 9. Установка частей тора индуктора 1 по отношению к плоскости дискового якоря 2 с наклоном обеспечивает выходы к подшипниковым опорам

10 и 11 для вала 5 якоря вне поля обмотки возбуждения снаружи индуктора, ЭМ работает следующим образом.

Вследствие ввода тока возбуждения в индуктор 1 от источника питания в зазорах

ЭМ появляется магнитное поле. При этом катушки возбуждения на каждой части тора индуктора могут питаться от независимых источников питания и соединяться последовательно и согласно, обеспечивая в данном торе однонаправленное магнитное поле.

При вращении якоря 2 в проводниках 6, расположенных радиально, наводятся ЭДС, Группы активных проводников стержневой обмотки якоря 2 могут быть включены последовательно для повышения напряжения или параллельно для увеличения тока.

В предложенной конструкции ЭМ с принятой формой индуктора в виде частей тора с катушками возбуждения практически устраняется поле рассеяния. Это исключает необходимость установки магнитных экранов.

Выполнение индуктора с еще одним тором повышает использование активной поверхности якоря, В зависимости от варианта

55 схемы соединения (фиг. 4 или 5) это приводит к возрастанию результирующей ЭДС или тока якоря, увеличению мощности ЭМ и улучшению массогабаритных показателей.

Поскольку части тора индуктора установлены с наклоном относительно плоскости дискового якоря, вал якоря не проходит через зону сильного магнитного поля индуктора.

Это обусловливает устранение добавочных потерь от вихревых токов во вращающемся вале якоря и повышение КПД машины. Использование в ЭМ коллекторно-щеточного токосьема позволяет при необходимости значительно повысить напряжение якоря в случае последовательного соединения всех активных проводников стержневой обмотки (согласно схеме фиг. 4). По существу в пределах площади каждого иэ полюсных перекрытий группы проводников соединены, как в коллекторных унинолярных машинах, Эти группы проводников в различных вариантах схемы (фиг. 4 и 5) включены последовательно (для увеличения напряжения) или параллельно (для увеличения тока), что расширяет функциональные возможности ЭМ, Катушки индуктора ЭМ могут быть выполнены иэ обычных проводников, например, с водяным охлаждением или иэ сверхпроводников. В последнем случае при больших индукциях поля возбуждения соединительные вставки 9 (фиг. 2) могут быть изготовлены из криомагнетика, например, из диспроэия, а катушки и вставки имеют криогенное охлаждение.

По сравнению с прототипом использование в предложенной ЭМ активной поверхности якоря возрастает примерно на 50 . предельная мощность увеличивается в два раза, удельная масса уменьшается на 25 а добавочные потери машины снижаются на 40;6.

Формула изобретения

Машина постоянного тока, содержащая дисковый якорь со стержневой обмоткой. установленный на валу в подшипниках между половинами индуктора, выполненного в виде частей тора с катушкой возбуждения на каждой части, отл и ч а ю ща я с я тем, что, с целью улучшения удельных массогабаритных и энергетических показателей путем повышения использования якоря и уменьшения добавочных потерь, индуктор снабжен по крайней мере еще одним тором, торы выполнены из четырех частей и установлены с наклоном по отношению к диску якоря, а на каждой стороне якоря части тора соединены ферромагнитными вставками.

1628156

ФИГ 2

1628156

Щг4

Составитель А.Трепугнева

Редактор Л.П <олинская Техред M.ÌoðãåHTëë Корректор M.Øàðîøè

Заказ 346 Тираж 322 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, . К-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г Ужгород, ул.Гагарина, 101