Электрическая винтовая машина

 

Использование: для преобразования механической энергии в электрическую или наоборот. Существо изобретения: машина состоит из двух коаксиальных обмоток статора 1 и ротора 2, выполненных в виде цилиндрических спиралей из трубчатого проводника 3, покрытого сверхпроводящим материалом 4. Такая конструкция обеспечивает непрерывное электромеханическое взаимодействие в процессе работы при наименьших расстояниях между витками. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (м)ю Н 02 К 35/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

78

27

З5

57

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 4626740/07 (22) 27.12.88 (46) 23.06.93. Бюл. hL 23 (75) П.А, Вертинский (56) Агейкин Д.Н. и др, Датчики контроля и регулирования. — М.; Машиностроение.

1965, с, 139 — 140 фиг, 1,125.

Авторское свидетельство СССР

t4 1570617, кл, Н 02 К 35/00, 1987. (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ВИНТОВАЯ МАШИНА

„5U,, 1823092 А1 (57) Использование, для преобразования механической энергии в электрическую или наоборот. Существо изобретения: машина состоит из двух коаксиальных обмоток статора 1 и ротора 2, выполненных в виде ци-линдрических спиралей из трубчатого проводника 3, покрытого сверхпроводящим материалом 4. Такая конструкция обеспечивает непрерывное электромеханическое взаимодействие в процессе работы при наименьших расстояниях между витками. 5 ил.

1823092

Электрическая машина винтовая относится к сверхпроводящим электрамашинам и предназначена для преобразования механической энергии в электрическую и наоборот в зависимости от потребности, С целью улучшения массово-габаритных показателей и расширения функциональных возможностей винтовые обмотки статора и ротора выполнены в виде цилиндрических спиралей, размещенных коаксиально относительно друг друга, обмотка статора закреплена неподвижно, а ротора— на валу в подшипниках, На фиг, 1 показан разрез машины радиальной плоскостью; на фиг. 2 — разрез машины перпендикулярно оси ротора (разрез

А-Л на фиг. 1); на фиг, 3 — разрез коммутационного узла обмоток машины на валу; на фиг, 4 — схема взаимодействия витков коаксиальных цилиндрических спиралей между собой; на фиг, 5 — схема образования вращающего момента тангенциальной силы взаимодействия обмоток машины, Электрическая машина винтовая состоит иэ двух коаксиальных обмоток статора 1 и ротора 2, выполненных в виде цилиндрических спиралей (винтовых линий) из трубчатого проводника 3, покрытого сверхпроводящим материалом 4, например металлооксидной керамикой, которая закреплена на трубчатом несущем проводнике 3 с помощью, например, эпоксидной пленки 5. Витки статорной обмотки закреплены на внутренней поверхности стационарного криостата 6 с помощью винтового упора 7 с теплоэлектроизолирующей прокладкой 8. Витки роторной обмотки закреплены на валу 9 с помощью винтового упора

10 с теплоизолирующей прокладкой 11. От каждого конца статорной обмотки 1 с помощью контактных обжимных неподвижных колец 12 выполнены токоотводы 13 через теплоэлектроизолирующие пробки

14,.Несущие трубки 3 статорной об лотки 1 через теплоэлектроизолирующие пробки 15 выведены наружу корпуса 16 в виде патрубков 17 и 18 для соединения с рефрижератором (на черт. не показан). С помощью отверстий 19 в стенке трубки 3 и пробок 15 полость криостата G соединена с рефрижератором. Несущие трубки 3 роторной обмотки 2 открыты своими отверстиями 20 в полость криостата б, От каждого конца роторной обмотки 2 с помощью контактных обжимных неподвижных колец 2, коаксиального сверхпроводящего проводника 22. укрепленного на валу 9 с помощью электроизолирующей прокладки 23, обручей 24 с электроизолирующими прокладками 25 вы полнены токоотводы к скользящим контакт5

55 ным кольцам 26 со щетками 21, которые шунтируются перемычкой 28 на подвижной пробке 29. Через электроизолирующие пробки 30 щетки 27 имеют выводы 31, 1окоотводы статорной обмотки 13 и выводы 31 роторной обмотки подключаются к сети с помощью типовой коммутационной аппаратуры (на черт. не показана) по конкретному применению данной машины, Криостат 6 через патрубки 17 и 18 заполнен охлаждающим агентом (жидким азотом) от рефрижератора и с вакуумной термоизоляцией 32 помещен внутрь ферромагнитного экрана 33.

Вал 9 помещен в подшипники, например, скольжения с вакуумным уплотнением.

Один конец вала 9 соединен с трансмиссией (на черт. не показана), а второй конец вала несет на себе коммутационное устройство роторной обмотки (21-29). Корпус в ферромагнитном экране 33 размещен на основании 34, Непременным конструктивным признаком описанной электромашины винтовой является одинаковое направление винтовых обмоток витками статора и ротора, т.е. их параллельность между собой в пространстве. Электромашина п0 описанноMó может быть выполнена многофазной при соответствующем размещении на упорах 7 и 10 заданного числа фаэных винтовых обмоток.

Между подшипника ли 35 и упорными выточками 3G вала 9 помещены упорные шайбы 37 для предотвращения осевых сдвигов вала, Поверхность вала 9 между витками упора 10 и поверхность упора 10 соприкасающаяся с хладоагентом в криостате 6, покрыты теплоизолирующим слоем 38.

Работает электрическая машина винтовая следующим образом:

Для работы злектромашины по описанному в качестве генератора или двигателя осуществляется ее захолаживание путем заполнения криостата б через патрубки 17 и

18 хладоагентом от рефрижератора. Одновременно с захолаживанием машины осуществляется запуск обмотки возбуждения 2 путем подсоединения выводов 31 к внешнему источнику постоянного тока (на черт. не показан), после которого при задэнной МДС ток возбуждения заморажилл ся путем закорачивания обмотки 2 с помощью перемычки 28 на подвижной пробке 29 и отключения внешнего источника тока.

Для работы машины в качесгве электрогенерзтора вал 9 приводи ел во вращение от первичного дои ателя (турбины) с заданной скоростьо по заданной члггоге напря1823092 жения генератора. которое снимается с выводов 13.

Для работы машины в качестве электродвигателя на выводы 13 подводится переменное напряжение заданной частоты и 5 величины, которое создает соответствующий ток в статорной обмотке 1. образуя в результате электромеханического взаимодействия с током в обмотке возбуждения 2 вращающий момент тангенциальных сил на 10 валу 9, скорость вращения которого определяется частотой электропитания при номинальной нагрузке.

Так как обмотки статора и ротора размещены в общем неподвижном криостате с 15 неподвижным гидравлическим соединением с рефрижератором, а выполнение обмоток в виде цилиндрических спиралей обеспечивает их электрамеханическое взаимодействие непрерывно в процессе рабо- 20 ты двигателем или генератором на наим;нь ших расстояниях между витками, то дэнные обстоятельства позволяют достичь цель изобретения, т.е. улучшить массово-габаритные показатели машины при осуществлении обратимости работы электромашины.

Формула изобретения

Электрическая винтовая машина, содержащая винтовые обмотки статора и ротора, помещенные в общий криостат, соединенный с рефрижератором, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и расширения функциональных возможностей, винтовые обмотки статора и ротора выполнены в виде цилиндрических спиралей, размещенных коаксиально, относительно друг друга, обмотка статора закреплена неподвижно, а ротора — на валу в подшипниках.

1823092

1б

Составитель П.Вертинский

Техред М.Моргентал Корректор Н,Милюкова

Редактор

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

Заказ 2184 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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