Униполярная электротрансмиссия

 

- -сю ц в л

С А ЙЙЕ

Союз Советскмк

Соцмалмстмческмк

Республик

ОП И

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>788292 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 160279 (21) 2725526/24-07

{51)м Кл З с присоединением заявки Hо (23) Приоритет—

Н 02 К 31/00

Государственный комитет

СССР

Ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 151280. Бюллетень 4о (53) УДК621.313..2(088.8) Дата опубликования описания 15.12.80 (72) Автор изобретения

Б. Л. Алиевский (71)"За яв итель

Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (54) УНИПОЛЯРНАЯ ЭЛЕКТРОТРАНСМИССИЯ

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к сов мещенным исполнениям униполярных машин, работающих по схеме генератордвигатель. Предпочтительная область 5 их применения — стационарные установки и транспортные средства с электрическими трансмиссиями.

Известны совмещенные исполнения, униполярных генераторов и дви- 10 гателя f1) .

Недостатком их является относительно большая масса вследствие независимых систем возбуждения генератора и двигателя. 15

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является совмещенная конструкция униполярных генератора и 20 двигателя с общей системой возбуждения статора с полюсами,.с полыми цилиндрическими соединительными шинами и якорями генератора и двигате.ля P). 25

Недостатками агрегата является невозможность регулирования момента и частоты вращения двигателя по магнитному потоку и отсутствие реверса электродвигателя.

Цель изобретения — расширение Диапазона регулирования частоты вращения и момента двигателя.

Данная цель достигается тем, что якори генератора и двигателя снабжены рядом регулирующих контактных колец, которые размещены в пазах, выполненных в соединительных шинах под полюсами статора, и равномерно распределены вдоль активной длины якорей генератора и двигателя.

При этом достигается регулирование и по напряжению, и по магнитному потоку путем дискретного изменения активной длины якоря генератора и двигателя соответственно, если осуществлять выпуск и подачу жидкого металла в межэлектродные зазоры подвижных контак- ° тов по заданной программе от внешнего распределительного устройства.

Для расширения функциональных воэможностей машины путем реверсирования направления вращения двигателя верхняя соединительная шина охватывает среднюю шину под полюсом двигателя и подключена одним концом к нижней шине, а другим концом — к контактному кольцу, расположенному на якоре двигателя эа наружным краем укаэанного полюса. При подаче жидкого металла

788292 в соответствукхцие зазоры под кольцами якоря изменяется направление тока в цепи двигателя.

На чертеже изображена злектротрансмиссии цилиндрического исполнения, продольный разрез.

Машина имеет общую магнитную систему 1 статора и общую катушку 2 возбуждения с отводами 3 для генератора к двигателя. Якорь 4 генератора к якорь 5 двигателя выполнены с рядом кольцевых жидкометаллических контактов, размещенных в пазах соединительных полых цилиндрических шин. Нижняя шина состоит иэ немагнитного участка 6 и магнктного участка 7. Сред няя шина состоит иэ магнитных участ- 1S ков 8 и 9 и немагнитных участков 10

12. Верхняя шина состоит иэ магнитного участка 13 и немагнитного участка 14. Нижняя и верхняя шины соединены дискретно расположенными радиаль- 2О ными проводящими стержнями 15, которые проходят сквозь отверстия в средней шине к изолированы от нее. От статора и между собой шины изолированы тонкими слоями диэлектрика 16

19. Для осуществления сборки машины ее магнитная система и шины имеют горизонталыый разъем в плоскости оси, то есть составлены иэ двух полуцилиндров каждая.

ЗО

На якорь генератора неподвижно посажены вращающиеся с ним электроды контактов в виде колец из немагнитного проводящего материала. Ряд внутренних (регулирующих) колец 20 охвачен участком 8 шины, наружное кольцо 21 охвачено участком 10, а наружное кольцо 22 охвачено участком

6 другой шины.

На якорь двигателя также непод- 4р вижно посажены вращающиеся кольцевые электроды из немагнитного материала.

Ряд внутренних (регулирующих) колец

23 охвачен участком 9 шины, наружное кольцо 24 охвачено участком 11, а наружное кольцо 25 охвачено участком 6. Имеется еще внешнее дополнительное кольцо 26, охваченное участком 14. Вал 27 генератора и вал 28 двигателя установлены в подшипниках, которые на чертеже не показаны.

В средней части машины валы генератора и двигателя опираются на подшипники скольжении, расположенные в дисковой перегородке 29, изготовленной из магнитного материала и закрепленной в шине 6. Подшипники скольжения и шины валов выполнены немагнитными.

Для изоляции валов подшипники скольжения размещены в диэлектрических втулках. На выступающих из машины б() валах 27 и 28 имеются уплотнения, обеспечивающие заполнение внутренней полости машины инертным газом (аргоном) под небольшим избыточньь давлением. б5

Работает униполярная электротрансмиссия следующим образом.

От первичного двигателя посредством вала 27 якорь генератора приводится во вращение. Отводы 3 катушки возбуждения подключаются к источнику постоянного тока, возникающий магнитный поток замыкается через статор и якори генератора и двигателя. Вблизи зазоров под полюсами поток проходит в основном через выступы (кольцевые "зубцы") на расточке полюсов, и только относительно малая его часть пронизывает межэлектродные зазоры подвижных контактов, так как кольца 20-26 на якорях выполнены немагнитными. Вдоль активной длины якоря генератора наводится ЭДС. Межэлектродные зазоры под кольцами 21 и

22, 24 и 25 через каналы в шинах заполняются жидким металлом, поступающим из внешнего распределительного устройства. При этом якорь двигателя приходит во вращение и посредством вала 28 передает вращающий момент приводимому в движение механизму. Для регулирования частоты вращения и момента на валу 28 двигателя с помощью каналов в шинах и распределительного устройства производят (по заданной управляющей программе) выпуск жидкого металла иэ зазоров под кольцами 21 и (или) 24 и заполнение зазоров под одним из внутренних колец 20 генератора и,или) одним из внутренних колец 23 двигателя. При этом регулирование в совмещенной системе генератор-двигатель осуществляется по напряжению за счет дискретного изменения активной длииы якоря генератора и по магнитному потоку эа счет дискретного измене ня активной длины якоря двигателя. В целом регулирование частоты вращения и момента получается достаточно широ,Ким и плавным, величина тока возбуждения в катушке 2 остается неизменной.

Варьирование тока возбуждения в совмещенной машине не давало бы эффекта регулирования, так как напряжение и магнитный поток менялись бы одновременно, а их действие на час-, тоту вращения или момент двигателя противоположно.

Для реверсирования двигателя с помощью каналов в шинах под действием распределительного устройства запускается жидкий металл из зазора под кольцом 25, а также из зазора под кольцом 24 (если перед реверсом именно этот зазор был с жидким металлом); подается металл в зазор под кольцом

26 и в зазор под одним из колец 23 (если перед реверсом в зазорах под кольцами 23 не было металла, а металл был в зазоре под кольцом 24). .При этом направление тока в якоре двигателя меняется на противоположное, и якорь движения изменяет направление

788 92

Формула изобретения ру Z1 7

Составитель А ° Тренутнева

Редактор Ф. Муха Техред A.À÷ Корректор H. Шныдкая

Заказ 8370/65 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7(-35, Раушская наб., д. 4/5 c

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 вращения. Ток в якоре двигателя протекает между кольцом 26 и одним из колец 23.

Регулирование частоты вращения и момента двигателя после реверса производится так же, как описано выше: варьированием напряжения и магнитного потока с помощью распределительного устройства посредством освобождения от жидкого металла и заполнения им зазоров под кольцами 20 генератора и кольцами 23 двигателя.

Предложенную униполярную электротрансмиссию целесообразно применять в электроприводе различных устройств средней и большой мощности с регулированием по схеме 7-Д, а также в 15 передвижных установках, например в электроприводах гребных валов.

1. Униполярная электротрансмиссия, содержащая магнитную систему статора с полюсами, три полые цилиндрические, соосно установленные соединительные шины, якори генератора и двигатели, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования частоты вращения и момента двигателя, трансмиссия снабжена регулирующими контактными кольцами, ра мещенными в пазах, выполненных в соединительных шинах под полюсами статора, и равномерно распределенными вдоль активной длины якорей генератора и двигателя.

2. Злектротрансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью расширения ее функциональных возможностей путем реверсирования направления вращения двигателя, верх няя соединительная шина охватывает среднюю шину под полюсом двигателя и подключена одним концом к нижней шине, а другим концом — к контактному кольцу, расположенному на якоре двигателя за наружным краем указанного полюса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Униполярные электрические маши ны.(Доклады конференции, Москва, март 1969) . М., "Информэлектро", 1969.

2. Патент Японии Р 50-22650, кл. 53 A 324, опублик. 01.08.75.