Электромашинный преобразователь

 

Использование: электротехника, электромеханический преобразователь постоянно-переменного тока. Сущность изобретения: электромашинный преобразователь содержит униполярную и синхронную машины. Униполярная машина состоит из статора с кольцевыми обмотками возбуждения , жидкометаллических контактов, дополнительного внутреннего статора и якоря. Синхронная машина состоит из статора с обмоткой, дополнительного внутреннего статора и индуктора. Дополнительные внутренние статоры расположены концентричко основным статорам машины. По торцам преобразователя размещены крышки. Крышки совместно со статорами образуют кольцевую герметичную камеру. В камере размещен ротор. Ротор выполнен в виде двух полых проводящих цилиндров. Цилиндры жестко механически связаны между собой. Якорь униполярной машины двухслойный , имеет две независимые параллельные ветви. Полый цилиндр индуктора разделен по окружности вдоль образующей на изолированные части. Число частей равно числу полюсов синхронной машины. С одного торца индуктор замкнут короткозамыкающим кольцом. С другого торца индуктор соединен электрически с якорем униполярной машины. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК Ы«, 1819370 А3 (и)э Н 02 К 47/00

ГОСУДАРСТВЕН ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / ;,." "

К ПАТЕНТУ (21) 4886246/07 (22) 06.11.90 (46) 30.05.93. Бюл. ГФ 20 (76) В.А.Обухов (56) Авторское свидетельство СССР

Ря 315251, кл. Н02 К 47/08, 1969 (54) ЭЛЕКТРОМАШИН НЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Использование: электротехника, электромеханический преобразователь постоя нно-переменного тока. Сущность изобретения: электромашинный преобразователь содержит униполярную и синхрон.ную машины. Униполярная машина состоит иэ статора с кольцевыми обмотками возбуждения, жидкометаллических контактов, дополнительного внутреннего статора и якоря. Синхронная машина состоит из статора с обмоткой, дополнительного внутренИзобретение относится к регулируемым преобразователям для питания дуговых электропечей и гальванических установок, применяемых в металлургической промышленности, а также для объектов (судов) с источниками переменного и постоянного токов.

Цель изобретения — уменьшение массы и габаритов, повышение надежности электромашинного преобразователя, Отличительные признаки предлагаемого изобретения: дополнительные внутренние статоры, размещенные концентрично основным; торцовые крышки, образующие совместно со статорами герметичную кольцевую камеру; якорь ротора в виде полого него статора и индуктора. Дополнительные внутренние статоры расположены концентрично основным статорам машины. По торцам преобразователя размещены крышки.

Крышки совместно со статорами образуют кольцевую герметичную камеру. В камере размещен ротор. Ротор выполнен в виде двух полых проводящих цилиндров. Цилиндры жестко механически связаны между собой. Якорь униполярной машины двухслойный, имеет две независимые параллельные ветви. Полый цилиндр индуктора разделен по окружности вдоль образующей на изолированные части. Число частей равно числу nonecos синхронной машины. С одного торца индуктор замкнут короткозамыкающим кольцом. С другого торца индуктор соединен электрически с якорем униполярной машины. 4 з,tl. ф-лы, 4 ил, проводящего цилиндра с не менее, чем двумя параллельными ветвями; индуктор в виде другого полого проводящего цилиндра () жестко механически связан с первым, разделен на изолированные части с числом, равным числу полюсов; полые цилиндры установлены в герметичной камере с возможностью свободного вращения; полые 4 цилиндры выполнены из ферромагнитного Ы материала с высокопроводящими немагнитными стержнями; дополнительный униполярный возбудитель установлен между машиной переменного тока и униполярной машиной; первый полый проводящий цилиндр выполнен двухслойным, разделен по длине изоляцией и снабжен парными скользящими контактами; внутренний статор ма1819370 шины переменного тока снабжен дополнительной обмоткой якоря.

Предложение соответствует критерию

"существенные отличия", так как из известного перечня информации, установленного нормативным документом (!1.127, Э3-1-74), технические решения с признаками, подобными заявленным, не обнаружены.

На фиг. 1 изображена конструктивная, схема электромашинного преобразователя; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фйг. 3— сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — сечение

В-В на фиг, 1.

Электромашинный преобразователь содержит внешний 1 и внутренний 2 магнитопроводы с обмотками 3 и 4 и выходными клеммами 5 и 6 двух якорей переменного тока, индуктор 7 униполярной машины с униполярными обмотками возбуждения 8-и

9, индуктор униполярного возбудителя 10 с униполярной обмоткой возбуждения 11 и немагнитным кольцом 12, герметичную кольцевую камеру 13 с индуктором 14 синхронной машины, якорем униполярной машины 15, якорем униполярного возбудителя

16, подшипниковые опоры 17, одиночные 18 и парные 19 жидкометаллические контакты, разделенные изоляцией 20, выходные клеммы постоянного тока 21.

Индуктор 14 синхронной машины (фиг.

2, сечение А-А) выполнен в виде второго полого ферромагнитного цилиндра с высокопроводящими стержнями 22, разделенного изоляцией 23 на изолированные части с ,числом, равным числу полюсов, замкнутые

0 одного торца короткоэамыкающим кольцом 24. Индуктор 14 жестко механически сочленен (при отсутствии униполярного возбудителя 16)с якорем 15 униполярной машины, выполненным в виде первого полого ферромагнитного цилиндра (в однослойном исполнении, фиг. 4) с высокопроводящими немагнитными стержнями; в двухслойном исполнении (фиг. 3, сечение Б-Б) якорь 15 состоит из полых ферромагнитных цилиндров 25 и 26 с высокопроводящими стержнями 27, разделенных изоляцией 28.

Якорь 16 униполярного возбудителя (фиг. 4, сечение В-В) конструктивно не отличается от якоря униполярной машины в однослойном исполнении и механически и электрически соединен с якорем 15 униполярной машины и индуктором 14 синхронной машины.

Электромашин ный преобразователь работает следующим образом.

При включении обмоток 3 и 4 якорей в сеть переменного тока индуктор 14 синхронной машины будет вращаться с частоного тока регулируется величинами токов

30 возбуждения униполярных катушек 8 и 9, Требуемое значение совр регулируется то35 зволяет в широких пределах регулировать величину тока возбуждения индуктора 14 синхронной машины, а следовательно, регу40 .лировать величину напряжения и совр переменного тока.

Применение двух обмоток якорей 3 и 4 переменного тока позволяет практически удвоить мощность преобразователя при не45 изменных габаритах.

Преимущества предлагаемого злектромашинного преобразователя по сравнению с прототипом заключаются в том, что машина переменного тока является синхронной

50 и снабжена дополнительным внутренним статором с обмоткой якоря, ротор выполнен в виде полых проводящих цилиндров и размещен в герметичной камере, при этом полый цилиндр якоря униполярной машины выполнен двухслойным с парными жесткометаллическими контактами. в результате чего уменьшается масса и габариты и повышается надежность злектромашинного преобразователя.

20 той, близкой к синхронной частоте электромагнитного поля (момент сопротивления весьма мал). При подаче тока возбуждения в униполярную обмотку 11 в цепи униполярного возбудителя, включающей индуктор 14 синхронной машины, наведется униполярная ЭДС.и потечет постоянный ток. Постоянный ток создаст в индукторе 14 (фиг. 2, сечение А-А) систему пар полюсов, и индуктор втянется в синхронизм с электромагнитным полем обмоток 3 и 4 переменного тока.

При подаче тока возбуждения в униполярную обмотку 8 и 9 в якоре 15 униполярной машины наведется ЭДС, величина которой регулируется токами возбуждения обмоток

8 и 9. Для обеспечения максимального напряжения все параллельные ветви якоря 15 соединяются последовательно, что требует разделения парных контактов 19 и соответствующих участков якоря 19 изоляцией 20.

° Дальнейшее двухкратное повышение напряжения возможно эа счет выполнения якоря 15 двухслойным (фиг, 3) и снабженным жидкометаллическими контактами,якоря 15 по внешней и внутренней цилиндрическим поверхностям.

При работе от источника постоянного тока требуемое значение частоты переменком возбуждения катушки 11 возбудителя.

Немагнитное разделительное кольцо 12 позволяет практически устранять влияние магнитного потока унийолярной машины на униполярный возбудитель, тем самым по1819370

6 11

1 !

113

1, 21 18 19 7

Формула изобретения

1. Электромашинный преобразователь, содержащий униполярную машину, включающую статор с кольцевыми обмотками возбуждения и жидкометаллическими контактами, машину переменного тока со статором, несущим обмотку, и ротор, состоящий иэ двух частей, одна из которых является якорем униполярной машины, а другая — индуктором машины переменного тока, от л и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, повышения надежности, машина переменного тока является синхронной, обе машины снабжены дополнительнйми внутренними статорами, размещенными концентрично основным ататорам,. а по торцам преобразователя имеются крышки, образующие совместно ео статорами кольцевую герметичную камеру, якорь ротбра выполнен в виде одного полого проводящего цилиндра с не менее чем двумя независимыми параллельными ветвями, индуктор — в виде другого полого проводящего цилиндра, жестко механически сочлененного с первым, разделенного по окружности вдоль образующей на изолированные части с числом, равным числу полюсов машины переменного тока, замкнутые с одйого торца цилиндра корот.коэамыкающим кольцом, с другого торца соответственно электрически соединены одной полярностью с первым полым цилиндром, другой полярностью — посредством жидкометаллического контакта с соответствующей полярностью параллельной ветви якоря униполярной машины, первый и второй цилиндры установлены в кольцеg Ц g д вой герметичной камере с возможностью свободного вращения, 4

2. Преобразователь пои. 1, отл ич а юшийся тем, что полые проводящие цилин5 дры выполнены из ферромагнитного материала с высокопроводящими немагнитными стержнями.

3. Преобразователь по и. 1,-о т л и ч а юшийся тем, что на торце униполярной

10 машины, примыкающей к машине переменного тока, установлен через разделительное немагнитное кольцо дополнительный магнитопровод с кольцевой униполярной обмоткой возбужде15 ния и жидкометаллическим контактом, первый полый проводящий цилиндр снабжен дополнительным участком, взаимодействующим с этой обмоткой, торцевой

Жидкометаллический контакт униполяр20 ной машины размешен по оси симметрии дополнительного магнитопровода, дополнительный жидкометаллический контакт электрически соединен с соответствующей частью второго пЬлого проводящего цилин25 дра.

4, Преобразователь по и, 1, о т л и; а юшийся тем, что первый полый проводящий цилиндр выполнен двухслойным из двух полых проводящих цилиндров. изолирован30 ных один от другого, разделен по поперечным осям симметрии катушек изоляцией и снабжен парными изолированными друг от друга скользящими контактами для каждого слоя.

35 5. Преобразователь по и, 1, о т л и ч а юшийся тем, что внутренний статор машины переменного тока снабжен дополнительной обмоткой якоря.

18i 9370

Фи Г,2

27 26 25

16 Ы3

Составитель В.Обухов

Техред M.Mîðãåíòàë

Корректор И.Муска

Редактор Л.Народная

Заказ 1954 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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