Теплогенерирующий электромеханический преобразователь

Теплогенерирующий электромеханический преобразователь относится к электротехнике и может использоваться для промышленных, сельскохозяйственных и бытовых нужд и характеризуется повышенной теплопроизводительностью за счет использования дополнительного внешнего контура для теплоносителя. Технический результат - повышение теплопроизводительности. Проходящий по обмотке (3) ток создает намагничивающую силу и переменное магнитное поле, которое наводит вихревые токи во вторичной обмотке (4). Количество теплоты, выделяемое во вторичной обмотке (4), и ее производительность (т.е. количество нагреваемой и/или перемещаемой среды в единицу времени, м ³/с) зависят от значения вихревого тока. Вращающаяся вторичная обмотка (4) обеспечивает отбор тепла с внутренней поверхности магнитопровода (2) за счет закручивания нагреваемой и/или перемещаемой теплоносителя. Между торцевыми поверхностями магнитопровода (2) и вторичной обмотки (4) расположен элемент (7), выполненный из самосмазывающегося материала и представляющий собой подшипник скольжения. При вращении обмотки (4), выполненной в виде полого цилиндра, на внутренней поверхности которого сформированы и жестко связаны с ней напорные лопасти (5), теплоноситель перемещается по двум каналам - внутреннему и внешнему. Во внутреннем канале теплоноситель нагревается за счет отвода тепловой мощности обмотки (4), а также механических, гидравлических и добавочных потерь. Во внешнем канале (6), образованном внешней поверхностью магнитопровода (2), в котором уложена первичная обмотка (3), и наружным кожухом (1), нагрев теплоносителя происходит за счет электрических потерь в обмотке (3) и магнитных потерь. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для промышленных, сельскохозяйственных и бытовых нужд.

Известен электронагреватель, содержащий каркас и охлаждаемый вентилятором нагревательный элемент, причем каркас образован магнитопроводом с расположенной на нем первичной обмоткой, подключаемой к сети переменного тока через встроенный регулятор частоты питающего первичную обмотку электронагревателя напряжения, а нагревательный элемент выполнен в виде вращающейся самоохлаждающейся вторичной обмотки, состоящей из короткозамкнутых стержней, установленных на подвижной опоре (RU. 7266. Н05В 3/06.; Бюл. 7 от 16.07.98.).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является электромеханический преобразователь, содержащий первичную обмотку, магнитопровод и вращающуюся короткозамкнутую вторичную обмотку, выполненную в виде полого цилиндра, вращающаяся вторичная обмотка и магнитопровод разделены дополнительным теплоизолирующим элементом из антифрикционного неэлектропроводящего материала, выполняющего функцию радиального и/или упорного подшипника скольжения и составляющего единое целое с магнитопроводом и первичной обмоткой, а на внутренней поверхности вторичной обмотки сформированы и жестко связаны с ней напорные лопасти (RU. 65335 Н 05 В 6/10, F25В 29/00; Бюл. 21 от 27.07.2007.).

Недостатком этих устройств является низкая теплопроизводительность, обусловленная тем, что часть тепловой мощности теряется в виде рассеивания в окружающую среду.

Задачей заявляемого изобретения является повышение теплопроизводительности теплогенерирующего электромеханического преобразователя за счет использования дополнительного контура для устранения теплоотдачи во внешнее пространство.

Технический результат достигается тем, что в теплогенерирующем электромеханическом преобразователе, содержащем первичную обмотку, уложенную на наружной боковой поверхности магнитопровода цилиндрической формы, внутри которого расположена вращающаяся короткозамкнутая вторичная обмотка, выполненная в виде полого цилиндра, причем вращающаяся вторичная обмотка и магнитопровод разделены дополнительным теплоизолирующим элементом из антифрикционного неэлектропроводящего материала, выполняющего функцию радиально-упорного подшипника скольжения и составляющего единое целое с магнитопроводом и первичной обмоткой, а на внутренней поверхности вторичной обмотки сформированы и жестко связаны с ней напорные лопасти, магнитопровод охвачен наружным кожухом, при этом внешняя поверхность магнитопровода и внутренняя поверхность наружного кожуха образуют канал для теплоносителя.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом. Теплогенерирующий электромеханический преобразователь состоит из наружного кожуха 1, внутри которого размещен магнитопровод 2 цилиндрической формы. На внешней боковой поверхности магнитопровода 2 уложена в нем первичная обмотка 3, например, петлевая трехфазная (Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1974. С.403-431). Внутри магнитопровода 2 расположена вторичная обмотка 4, выполненная из электропроводящего материала, например из алюминия, имеющая форму полого цилиндра, на внутренней поверхности которого сформированы и жестко связаны с ней напорные лопасти 5. Внешняя поверхность магнитопровода 2 и внутренняя поверхность наружного кожуха 1 образуют канал 6, предназначенный для теплоносителя, например, воды или трансформаторного масла. Торцевые части вторичной обмотки 4 и магнитопровода 2 разделены элементом 7 из самосмазывающегося неэлектропроводящего материала, выполняющего функцию подшипника скольжения и обеспечивающего свободное вращение вторичной обмотки 4 в тангенциальном направлении, но ограничивающим ее осевое перемещение относительно магнитопровода 2.

Теплогенерирующий электромеханический преобразователь работает следующим образом.

На первичную обмотку 3 подается напряжение от преобразователя (на чертеже не показан). Проходящий при этом по обмотке 3 ток создает намагничивающую силу и переменное магнитное поле, наводящее на основании закона электромагнитной индукции во вторичной обмотке 4 электродвижущие силы и обусловленные ими вторичные токи, взаимодействующие с первичным магнитным полем, созданным первичной обмоткой 3. Количество теплоты, выделяемое во вторичной обмотке 4, и ее производительность (т.е. количество нагреваемой и/или перемещаемой среды в единицу времени, м³/с) зависят от величины тока, наведенного во вторичной обмотке. Вращающаяся вторичная обмотка 4 обеспечивает отбор тепла с внутренней поверхности магнитопровода 2 за счет закручивания нагреваемой и/или перемещаемой теплоносителя. Так как между торцевыми поверхностями магнитопровода 2 и вторичной обмотки 4 расположен элемент 7, выполненный из самосмазывающегося материала и представляющий собой подшипник скольжения, обмотка 4 приходит во вращение со скоростью, определяемой параметрами преобразователя. При вращении обмотки 4, выполненной в виде полого цилиндра, на внутренней поверхности которого сформированы и жестко связаны с ней напорные лопасти 5, теплоноситель перемещается по двум каналам - внутреннему и внешнему. Во внутреннем канале теплоноситель нагревается за счет отвода тепловой мощности вращающейся обмотки 4, а также механических, гидравлических и добавочных потерь. Во внешнем канале 6, образованном внешней поверхностью магнитопровода 2, в котором уложена первичная обмотка 3, и наружным кожухом 1, нагрев теплоносителя происходит за счет электрических потерь в первичной обмотке 3 и магнитных потерь.

Таким образом, в результате использования дополнительного наружного кожуха повышается теплопроизводительность электромеханического преобразователя.

Теплогенерирующий электромеханический преобразователь, содержащий первичную обмотку, уложенную на наружной боковой поверхности магнитопровода цилиндрической формы, внутри которого расположена вращающаяся короткозамкнутая вторичная обмотка, выполненная в виде полого цилиндра, причем вращающаяся вторичная обмотка и магнитопровод разделены дополнительным теплоизолирующим элементом из антифрикционного неэлектропроводящего материала, выполняющего функцию радиально-упорного подшипника скольжения и составляющего единое целое с магнитопроводом и первичной обмоткой, а на внутренней поверхности вторичной обмотки сформированы и жестко связаны с ней напорные лопасти, отличающийся тем, что магнитопровод охвачен наружным кожухом, при этом внешняя поверхность магнитопровода и внутренняя поверхность наружного кожуха образуют канал для теплоносителя.