Униполярный электромеханический накопитель

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - упрощение конструкции , повышение надежности и улучшение энергетических показателей. Униполярный электромеханический накопитель содержит магнитопроводы Ш-образного сечения 1 и 2 якорей, встречно вращающихся на валах 3, 4, В кольцевых выточках магнитопроводовна шинах 12 и 13 токоотводов якоря П-образного сечения неподвижно установлена обмотка возбуждения 7. Токоотводы могут быть выполнены либо в виде веера из медных шин, равномерноустановленных по окружности зазора между роторами, либо в биде сплошных электрически соединенных между собой

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 К 31/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1У 1

Я

2

13 (21) 4782919/07 (22) 11.12.89 (46) 23.04,92, Бюл, N. 15 (71) Московский авиационный институт им.

Серго Орджоникидзе (72) Б.Л.Алиевский и Н,Е,Ледовская (53) 621.313(088.8) (56) Униполярные электрические машины.

/Под ред. А.И.Бертинова. — М.— Л.:Энергия, 1966, (с.11 — 12, рис, 1 — 7), Глухих B.À. и др. Ударные униполярные генераторы, — Л.: Энергоатомиздат, 1987, с.10-11, рис.1.3б. (54) УНИПОЛЯРНЫЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ НАКОПИТЕЛЬ Ы 1728941 А1 (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — упрощение конструкции, повышение надежности и улучшение энергетических показателей.

Униполярный электромеханический накопитель содержит магнитопроводы Ш-образного сечения 1. и 2 якорей, встречно вращающихся на валах 3, 4, В кольцевых выточках магнитопроводов на шинах 12 и 13 токоотводов якоря П-образного сечения неподвижно установлена обмотка возбуждения 7. Токоотводы могут быть выполнены либо в виде веера из медных шин, равномерно установленных по окружности зазора между роторами, либо в виде сплошных электрически соединенных между .собой

1728941 дисковых и цилиндрических элементов. Система токоотводов снабжена неэлектропроводящими кольцевыми элементами, на которых укреплено центральное токосъемное устройство 8. При этом неэлектропроводящие кольцевые элементы скреплены с

П-образными частями шин и установлены

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам, и может найти применение при создании источников питания индуктивных накопителей, например, для дуговой аэродинамической трубы, при энергообеспечении различных электрофизических исследований, установок электросварки и др.

Известен униполярный генератор, который работает в импульсном режиме. Конструкция этого униполярного генератора содержит вращающийся ротор, неподвижный статор, катушку возбуждения, токосъемные устройства и токоотводящие шины.

Недостаток такой конструкции состоит в относительно низком уровнем запасаемой кинетической энергии вращающейся массы ротора.

Техническим решением, принятым в качестве прототипа, является униполярный электромеханический накопитель с подпят-. никово-подшипниковыми узлами и двумя встречно вращающимися роторами. В окне его магнитной системы установлена обмотка возбуждения. Эта обмотка жестко скреплена с одним из роторов и вращается вместе с ним.

Недостатком известной конструкции униполярного электромеханического накопителя является трудность обеспечения токоподвода к вращающейся вместе с ротором обмотке возбуждения. Чтобы подвести к ней ток, необходимы скользящие контакты в цепи возбуждения, Наличие таких контактов приводит к усложнению конструкции, к возникновению в контактах потерь на трение и электрических потерь на их переходном сопротивлении, а также к уменьшению надежности униполярного электромеханического накопителя, Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности и улучшение энергетических показателей путем неподвижного закрепления обмотки возбуждения в системах токоотводов якоря униполярного электромеханического накопителя, выполненного как униполярный генератор с вращающимся магнитопроводом.

45 между центральными частями магнитопроводов роторов Ш-образного сечения. Неподвижное закрепление обмотки возбуждения упрощает конструкцию, повышает надежность, уменьшает электрические потери в цепи возбуждения. 3 з.п. ф-л ы, 1 ил.

Поставленная цель достигается тем, что в униполярном накопителе, содержащем два ротора встречного вращения с обращенными друг к другу магнитопроводами Ш-образного меридионального сечения, в кольцевых выточках которых размещена кольцевая обмотка возбуждения, периферийные и центральное токосъемное устройства, систему токоотводов якоря в виде неподвижных медных шин и подпятниковоподшипниковые узлы, шины токоотводов якоря выполнены П-образной формы в радиальном сечении и обмотка возбуждения установлена неподвижно внутри системы Побразных частей шин токоотводов. Токоотводы выполняются из медных шин, равномерно устанавливаемых в виде веера по окружности зазора между роторами. Шины токоотводов могут быть выполнены в виде сплошных электрически соединенных между собой дисковых и цилиндрических элементов. Система токоотводов снабжена неэлектропроводящими кольцевыми элементами, на которых укреплено центральное токосъемное устройство, при этом неэлектропроводящие кольцевые элементы скреплены с П-образными частями шин и установлены между центральными частями магнитопроводов роторов Ш-образного сечения, Система неподвижных токоотводящих шин позволяет жестко закрепить кольцевую обмотку возбуждения и бесконтактно подводить к ней ток питания. Отпадает необходимость применения скользящих контактовдля питания этой обмотки, что упрощает конструкцию униполярного электромеханического накопителя, повышает его надежность и улучшает энергетические показатели.

На чертеже представлена конструкция униполярного электромеханинеского накопителя.

Накопитель содержит два магнитопроводящих ротора 1 и 2 с обращенными друг к другу магнитопроводами Ш-образного меридионального сечения, встречно вращающиеся на валах 3 и 4, которые установлены в подпятниково-подшипниковых узлах 5 и 6.

В кольцевых выточках магнитопроводов ро1728941

35

55 торов 1 и 2 размещена кольцевая обмотка 7 возбуждения. Токосъемное устройство, например щеточное, представляет собой центральный 8 и периферийные 9 и 10 контактные узлы, находящиеся в рабочем зазоре накопителя. Центральное токосъемное устройство 8 укреплено на неэлектропроводящих кольцевых элементах 11, которые скреплены с П-образными частями шин 12 и 13 и установлены между центральными частями магнитопроводов роторов 1 и

2 Ш-образного сечения. П-образные части шин 12 и 13, изготовленные из меди, равномерно устанавливаются в виде веера по окружности зазора между роторами. В каждой системе токоотводов один конец шин прикреплен к периферийным контактным узлам

9 и 10, а другие концы служат для отвода тока якоря, В другом варианте шины 12 и 13 токоотводов выполняются в виде сплошных электрически соединенных между собой дисковых и цилиндрических элементов.

Униполярный электромеханический накопитель установлен в рамочной конструкции

14, находящейся на фундаментальной плите

15. Питание кольцевой обмотки возбуждения током осуществляется через неподвижные проводники 16 и 17.

Униполярный электромеханический накопитель работает следующим образом.

Роторы 1 и 2 разгоняют до скорости Я с помощью внешнего приводного устройства в виде электрических или гидравлических, двигателей, присоединенных к свободным концам валов (возможен также электромеханический разгон при работе накопителя в режиме униполярного контрроторного двигателя). При вводе тока I через проводники 16 и 17 в кольцевую обмотку 7 возбуждения от независимого источника питания создается магнитный поток Ф, который пересекается встречно вращающимися электропроводщими магнитопроводами роторов 1 и 2. В них наводятся ЭДС якоря, которые снимаются с помощью центрального 8 и периферийных 9 и 10 контактных узлов, включающих активные участки якоря последовательно. Отвод импульса тока I> при замыкании цепи нагрузки производится через П-образные медные шины 12 и

13. При этом происходит преобразование запасенной кинетической энергии роторов в электрическую энергию в кратковременном или ударном режиме работы униполярного электромеханического накопителя.

В предложенной конструкции униполярного электромеханического накопителя значительно упрощается подвод тока к обмотке возбуждения, так как она неподвижно закреплена в системах:токоотводов якоря. При этом не требуется применение скользящих контактов для подвода тока к этой обмотке, что также приводит к упрощению конструкции, повышению надежности, уменьшению потерь на трение, электрических потерь в цепи возбуждения и улучшению энергетических показателей униполярного электромеханического накопителя.

Формула изобретения

1. Униполярный электромеханический накопитель, содержащий два ротора встречного вращения с обращенными. друг к другу магнитопроводами Ш-образного продольного сечения, в кольцевых выточках которых размещена кольцевая обмотка возбуждения, периферийные и центральное токосъемные устройства, систему токоотводов якоря в виде неподвижных медных шин и подпятнико-подшипниковые узлы, о т л ич а ю шийся тем, что. с целью упрощения конструкции, повышения надежности и улучшения энергетических показателей, шины токоотводов якоря выполнены П-образной формы в радиальном сечении, обмотка возбуждения установлена неподвижно внутри системы П-образных частей шин токоотводов.

2. Накопитель по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что токоотводы равномерно установлены в виде веера по окружности зазора между роторами.

3. Накопитель по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что шины токоотводов выполнены в виде сплошных электрически соединенных между собой дисковых и цилиндрических элементов.

4. Накопитель по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что система токоотводов снабжена неэлектропроводящими кольцевыми элементами, на которых укреплено центральное токосъемное устройство, при этом неэлектропроводящие кольцевые элементы скреплены с П-образными частями шин и установлены между центральными частями магнитопроводов роторов Ш-образного сечения.