(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ(54) AC VOLTAGE CONVERTER
Изобретение относитс к области специального электромашиностроени и может быть использовано при производ стве преобразователей переменного то ка в посто нный, работающих в режиме больших токов (до дес тков тыс ч ампер ) . Известен преобразователь переменного тока в посто нный, состо щий из асинхронного двигател и унипол рного генератора с общим жидкометаллическим ротором I . Возбуждение унипол рного генерато ра осуществл етс посредством обмотки переменного тока, расположенной на статоре и одновременно создающей необходимое дл работы преобразовате вращающеес магнитное поле. При этом обмотка возбуждени посто нного тока на внутреннем сердечнике отсутствует , а катушки обмотки статора под .ключены к питгиощей сети через вентили по определенной схеме, позвол ющей выдел ть посто нную составл ющую тока дл возбуждени унипол рнрго генератора. Однако такое возбуждение вл етс неэкономичным, так как из сети переменного тока через статор,. кроме переменного намагничивающего . св занного с созданием вращающегос пол , потребл етс еще и посто нный ток возбуждени унипол рного генератора . Это ведет к снижению энергетических показателей преобразовател . Известны также аналогичные преобразователи , в которых унипол рный гз;:ератор возбуждаетс обмоткой посто нного тока, расположенной на внутреннем магнитопроводе 2. Такие преобразователи вл ютс наиболее близкими к изобретению. Основным их недостатком вл етс относительно низкое использование активных материалов во внутренних област х устройства, где размещены массивный ,1агнитопровод и щихтованный внутренний сердечник и отдельно от них мощна обмотка возбуждени посто нного тока. Наличие этой обмотки вызывает необходимость увеличени габаритов магнитной цепи и всей установки в большей степени, чем это необходимо по условию проведени требуемого магнитного потока. Кроме того, у преобразовател сравнительно низкие энергетические показатели . Целью изобретени вл етс повьпиение использовани активных матери ЛОВ , уменьшение габаритов и улучшение энергетических показателей преобразовател . Поставленна цель достигаетс тем что катушки обмотки возбуждени генератора и внутренний сердечник выполнены в виде двух электрически„ соединенных цилиндрических пакетов КЗ ленточногобиметаллического проводника , навитого на ребро, при этой один слой биметалла вл етс ферромагнитным , другой выполнен из материала с высокой электропроводностью, а направление намотки .пакетов проти-воположное . Конструктивна схема, преобраэовател показана на чертеже. Предлагаемый преобразователь содержит корпус 1, вл ющийс одновременно магнитопроводом дл посто нного тока, сердечник 2 статора с обмоткой переменного тока, витые катушки 3 и 4 обмотки возбуждени , одновременно вл ющиес пакетами внутреннего сердечника. Катушки 3 и 4 электрически изолированы от централь ного стержн - магнитопровода 5, имеют токоподводы б посто нного тока и электрический контакт 7, в котором за счет разного направлени намотки в пакетах-катушках происходит изменение направлени тока. В зазоре размещена кольцева камера 8 с жидким металлом и токоотвод щие электро ды 9. Преобразователь работает следующим образом. Вращающеес поле, возбуждаемое обмоткой статора, приводит .во вращение жидкий металл, который перемещает в посто нном магнитном толе возбуждени . При этом в металле (индуктируетс ЭДС одного знака и во внешнюю цепь через токосъемные электроды отводитс посто нный ток. Витые катушки обмотки возбуждени , одн временно вл ющиес внутренним сердачником , создают посто нное магнит ное поле, замыкающеес так, как это показано;на чертеже пунктиром, при §том направление тока в катушках должно быть различным, что при любом электрическом соединении катушек обеспечиваетс за счет разного направлени их намотки. Основной положительный эффект предлагаемой конструкции состоит в совмещении в одном объекте и в одно конструктивном узле обмотки возбуждени и внутреннего сердечника преобразовател , что приводит к повышению использовани активных материалов , уменьшению габаритов и улучшению энергетических показателей. Так как навивка ленты на ребро дл образовани пакетов сердечника-катушек обмотки возбуждени осуществл етс примерно с таким же коэффициентом заполнени , как в шихтованных сердечниках , то при прочих равных услови х и сохранении в совмещенной обмотке-сердечнике достаточного количества стали можно увеличить объем меди или алюмини примерно в 1,4-1,6 раза по сравнению с ее объемом в прототипе . Кроме того, частичную токовую нагруз.ку берет на себ ферромагнитна -часть биметаллической лент сталь . Это позвол ет увеличить сум- I маторное сечение проводников обмотки возбуждени , снизить потери и улучшить кПД установки. формула изобретени Преобразователь переменного тока в посто нный, содержащий унипол рный генератор с обмоткой возбуждени , выполненной в виде двух катушек, и асинхронный двигатель, имеющий общие с генератором жидкометаллический ротор и внутренний сердечник, размещенный на центральном стержневом магнитопроводе, охваченном катушками, отличающийс тем, что, с целью повышени использовани активных материалов, уменьшени габаритов и улучшени энергетических показателей , катушки обмотки возбуждени генератора и внутренний сердечник выполнены в виде двух электрически: соединенных цилиндрических пакетов из ленточного биметаллического проводника , навитого на ребро, причем один слой биметалла - ферромагнитный, другой слой выполнен из материала с высокой электропроводностью, а направление намотки пакетов противоположное . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 200657, кл..Н 02 К 31/04, 1967. 2,Авторское свидетельство СССР 176323, кл. Н 02 К 31/04, 1964.The invention relates to the field of special electrical engineering and can be used in the manufacture of alternating current into constant current converters operating in the mode of large currents (up to tens of thousands of amperes). An AC / DC converter is known, consisting of an asynchronous motor and a unipolar generator with a common liquid metal rotor I. The unipolar generator is excited by an alternating current winding located on the stator and at the same time creating the rotating magnetic field necessary for the operation of the converter. In this case, the DC excitation winding on the inner core is absent, and the stator winding coils are connected to the power supply network through the valves according to a certain scheme, which allows to separate the constant component of the current to excite the unipole rnrgo generator. However, such excitation is uneconomical, as from the AC network through the stator ,. except alternating magnetizing. associated with the creation of a rotating field, the constant excitation current of the unipolar generator is also consumed. This leads to a decrease in the energy performance of the converter. Similar converters are also known in which unipolar gz;: the generator is driven by a DC coil located on the internal magnetic circuit 2. Such converters are closest to the invention. Their main disadvantage is the relatively low use of active materials in the internal areas of the device, where a massive magnetic conductor and internal core are placed and the powerful DC excitation winding separate from them. The presence of this winding makes it necessary to increase the size of the magnetic circuit and the entire installation to a greater extent than is necessary according to the condition of the required magnetic flux. In addition, the converter has a relatively low energy performance. The aim of the invention is to reverse the use of active mothers of BWO, reduce size and improve the energy performance of the converter. This goal is achieved by the fact that the generator winding coils and the inner core are made in the form of two electrically connected cylindrical short-circuit packages of a ribbon-like metallic conductor wound on an edge, with this one layer of bimetal being ferromagnetic, the other one made of a material with high electrical conductivity, and the direction of winding. packages opposite. Structural scheme, the converter is shown in the drawing. The proposed converter comprises a housing 1, which is simultaneously a magnetic core for direct current, a stator core 2 with an alternating current winding, twisted coils 3 and 4 excitation windings, which are simultaneously packages of the inner core. Coils 3 and 4 are electrically isolated from the central rod - magnetic core 5, have direct current conductors and an electrical contact 7, in which, due to the different winding directions in the coil packs, the current direction changes. An annular chamber 8 with liquid metal and current-conducting electrodes 9 are placed in the gap. The converter operates as follows. The rotating field, excited by the stator winding, causes the rotation of the liquid metal, which moves in a constant magnetic excitation thickness. At the same time, in the metal (a single-sign EMF is induced and a constant current is drawn through the collector electrodes to the external circuit. Twisted coils of the excitation winding, which are at the same time internal core, create a constant magnetic field that closes as shown; in the drawing, the dotted line In this case, the direction of the current in the coils should be different, which in any electrical connection of the coils is ensured by the different directions of their winding. The main positive effect of the proposed design is to combine one object and one structural unit of the excitation winding and the inner core of the converter, which leads to an increase in the use of active materials, a reduction in size and an improved energy performance. Since the tape is wound onto an edge to form packages of the core-coils of the excitation winding all other conditions being equal and maintaining a sufficient amount of steel in the combined core winding can be increased The volume of copper or aluminum is about 1.4-1.6 times compared to its volume in the prototype. In addition, the ferromagnetic part of steel bimetal strips takes on a partial current load. This makes it possible to increase the total capacitor cross section of the field winding conductors, reduce losses and improve the installation efficiency. Claims of the invention AC-to-DC converter containing a unipolar generator with an excitation winding made in the form of two coils, and an induction motor having a liquid metal rotor and an internal core placed on the central core magnetic core covered by the coils, in that , in order to increase the use of active materials, reduce overall dimensions and improve energy performance, the generator excitation winding coil and inner core To are made in the form of two electrically: connected cylindrical packages of bimetallic tape conductor, wound on the edge, one bimetal layer is ferromagnetic, the other layer is made of a material with high electrical conductivity, and the direction of winding packages is opposite. Sources of information taken into account in the examination 1. The author's certificate of the USSR 200657, cl. H 02 K 31/04, 1967. 2, USSR Copyright Certificate 176323, cl. H 02 K 31/04, 1964.