RU2096895C1

RU2096895C1 - Induction electrical machine

Info

Publication number: RU2096895C1
Application number: RU96115409A
Authority: RU
Inventors: Виталий Арсеньевич Обухов; Александр Валентинович Удальцов
Original assignee: Виталий Арсеньевич Обухов; Александр Валентинович Удальцов
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 1997-11-20

Abstract

FIELD: variable-speed electric drives or AC generators with regulated output power characteristics at variable speed of prime mover. SUBSTANCE: machine has unipolar machine with liquid-metal contacts of special-purpose design in the form of self-contained structural units - unipolar modules 6 and 7 which are, essentially, sealed chambers 14 and 27 formed by additional cylindrical magnetic cores 15, 16, 28 of stator and by internal hollow cylindrical ferromagnetic cores 21, 31 accommodating armatures of unipolar machines in the form of ferromagnetic barrels 25, 26 free to rotate in liquid metal. Unified design is proposed for building unlike-polarity magnetic systems for generator and motor unipolar modules. Machines are designed as self-contained unipolar modules. EFFECT: facilitated manufacture and assembly of induction machines of various power capacities, improved repairability due to provision for replacing faulty unipolar sealed modules by serviceable ones. 2 dwg

Description

Изобретение относится к регулируемым асинхронным машинам, включающим в себя униполярные машины с жидкометаллическими контактами, и может быть использовано в качестве регулируемого электропривода или генератора переменного тока стабилизированных выходных параметров электроэнергии при переменной частоте вращения первичного двигателя. The invention relates to adjustable asynchronous machines, including unipolar machines with liquid metal contacts, and can be used as an adjustable electric drive or alternating current generator of stabilized output electric parameters at a variable speed of the prime mover.

Наиболее близким к предложению по технической сущности аналогом является регулируемый асинхронный двигатель, известный из патента России N 2031516, кл.H O2 K 17/34, 1995/. Closest to the proposal for technical essence, the analog is an adjustable induction motor, known from Russian patent N 2031516, class H O2 K 17/34, 1995 /.

В наиболее близком аналоге асинхронная машина содержит ротор, включающий основной магнитопровод с обмоткой переменного тока, дополнительный магнитопровод из шихтованной стали, две униполярные /кольцевые/ обмотки возбуждения с магнитопроводом униполярных машин, первый, второй и третий полые ферромагнитные цилиндры со скользящими контактами, обеспечивающими цилиндрам возможность свободного вращения, и снабженные проводящими немагнитными стержнями и короткозамкнутыми кольцами, ротор с основным магнитопроводом с обмоткой, первым дополнительным магнитопроводом с обмоткой, вторым дополнительным магнитопроводом и третьим зубчатым магнитопроводом. In the closest analogue, an asynchronous machine contains a rotor including a main magnetic circuit with an alternating current winding, an additional magnetic steel conductor, two unipolar / ring / field windings with a magnetic circuit of unipolar machines, the first, second and third hollow ferromagnetic cylinders with sliding contacts, which provide the cylinders with an opportunity free rotation, and equipped with conductive non-magnetic rods and squirrel-cage rings, a rotor with a main magnetic circuit with a winding, the first additional an additional magnetic circuit with a winding, a second additional magnetic circuit and a third gear magnetic circuit.

Наиболее близкому аналогу присущи следующие недостатки:
1. Наличие жидкого металла требует организации специального производства, что может вызвать трудности для электромашиностроительных заводов.The closest analogue has the following disadvantages:
1. The presence of liquid metal requires the organization of special production, which may cause difficulties for electric machine plants.

2. Вращающий момент, создаваемый якорями двух униполярных машин /второй и третий ферромагнитные цилиндры/, передается на ротор асинхронной машины различными способами. В первом случае полем возбуждения обмотки первого ферромагнитного цилиндра, во втором случае за счет разности индуктивностей по оси зубца и по оси паза третьего цилиндра и зубчатого ротора, что ведет к разунификации технических решений для цилиндров первой и второй герметичных камер. Кроме того, момент сцепления, возникающий между зубчатым магнитопроводом ротора и третьим ферромагнитным цилиндром, зависит от квадрата тока возбуждения в униполярных катушках возбуждения и резко снижается при регулировании /уменьшении/ тока возбуждения, что может привести к потере синхронной связи между этими цилиндром и ротором, а следовательно, снизить надежность работы машины. 2. The torque created by the anchors of two unipolar machines / second and third ferromagnetic cylinders / is transmitted to the rotor of the asynchronous machine in various ways. In the first case, the field of excitation of the winding of the first ferromagnetic cylinder, in the second case, due to the difference of inductances along the axis of the tooth and the axis of the groove of the third cylinder and the gear rotor, which leads to the unification of technical solutions for the cylinders of the first and second sealed chambers. In addition, the moment of adhesion arising between the rotor gear of the rotor and the third ferromagnetic cylinder depends on the square of the excitation current in unipolar excitation coils and decreases sharply with regulation / decrease / excitation current, which can lead to loss of synchronous coupling between these cylinders and the rotor, and therefore, reduce the reliability of the machine.

Цель изобретения повышение унификации, улучшение технологичности изготовления и повышение надежности. The purpose of the invention is to increase unification, improve manufacturability and increase reliability.

Указанная цель достигается тем, что, в отличие от прототипа, полый внутренний цилиндр с торцовыми и смежными кольцами образует совместно с дополнительным магнитопроводом статора две кольцевые герметичные камеры, причем в первой камере размещены первый и второй жестко механически связанные цилиндры, а во второй камере третий ферромагнитный цилиндр. Ферромагнитные цилиндры со скользящими контактами образуют замкнутую цепь. Кроме того, полый внутренний цилиндр разделен по длине на две части между смежными кольцами, выполненными из электропроводящего материала и электрически соединенными между собой, неподвижная часть скользящего контакта первой камеры выполнена в виде пятого ферромагнитного цилиндра с немагнитными электропроводящими стержнями и торцовыми смежными короткозамыкающими кольцами, дополнительный магнитопровод статора снабжен внешним полым цилиндром и жестко скреплен с пятым ферромагнитным цилиндром и торцовыми смежными кольцами первой части внутреннего цилиндра, смежное кольцо пятого ферромагнитного цилиндра и смежное кольцо первой части внутреннего цилиндра установлены концентрично и электрически изолированы друг от друга, совместно с первым и вторым ферромагнитными цилиндрами, образующими единый герметичный узел первой униполярной вставки, во второй камере установлен четвертый ферромагнитный цилиндр с немагнитными электропроводящими стержнями, разделенный вдоль образующей на изолированные части с числом, равным числу зубцов третьего зубчатого магнитопровода ротора, образующий одновитковые катушки разноименно полюсной магнитной системы, жестко связанный с третьим цилиндром и электрически соединенный с соответствующими его скользящими контактами двух полярностей, неподвижная часть скользящего контакта второй камеры выполнена в виде шестого ферромагнитного цилиндра с немагнитными электропроводящими стержнями и торцовым и смежным короткозамыкающими кольцами и установлен седьмой полый немагнитный цилиндр с торцовым кольцом, жестко скреплен с шестым цилиндром и смежным кольцом и цилиндрической поверхностью второй части полого внутреннего цилиндра, смежное кольцо второй части полого внутреннего цилиндра и смежное кольцо шестого цилиндра установлены концентрично и электрически изолированы друг от друга, совместно с третьим и четвертым ферромагнитными цилиндрами, образующие единый герметичный узел второй униполярной вставки, одной полярностью две униполярные вставки электрически соединены через смежные кольца двух частей внутреннего цилиндра, другой полярностью соединены посредством пятого и шестого цилиндров по их торцовым кольцам, магнитопровод статора униполярных машин с униполярными обмотками возбуждения установлен на внешней цилиндрической поверхности униполярных вставок, на роторе установлен

-образный ферромагнитный магнитопровод, охватывающий внешнюю цилиндрическую поверхность седьмого цилиндра, с внутренней цилиндрической поверхности

-образного магнитопровода выполнены пазы числом, равным числу полюсов магнитной системы четвертого ферромагнитного цилиндра, а внешняя его цилиндрическая поверхность соотнесена с цилиндрической поверхностью торцовой части магнитопровода статора униполярных машин.This goal is achieved by the fact that, in contrast to the prototype, a hollow inner cylinder with end and adjacent rings forms, together with an additional stator magnetic circuit, two annular tight chambers, the first and second rigidly mechanically connected cylinders placed in the first chamber, and the third ferromagnetic in the second chamber cylinder. Ferromagnetic cylinders with sliding contacts form a closed circuit. In addition, the hollow inner cylinder is divided in length into two parts between adjacent rings made of electrically conductive material and electrically connected to each other, the fixed part of the sliding contact of the first chamber is made in the form of a fifth ferromagnetic cylinder with non-magnetic electrically conductive rods and end adjacent short-circuit rings, an additional magnetic circuit the stator is equipped with an external hollow cylinder and is rigidly fastened to the fifth ferromagnetic cylinder and end adjacent rings of the first hour the inner cylinder, the adjacent ring of the fifth ferromagnetic cylinder and the adjacent ring of the first part of the inner cylinder are concentrically and electrically isolated from each other, together with the first and second ferromagnetic cylinders forming a single sealed unit of the first unipolar insert, the fourth ferromagnetic cylinder with non-magnetic is installed in the second chamber conductive rods, divided along the generatrix into insulated parts with a number equal to the number of teeth of the third gear magnetic circuit otor, forming single-turn coils of the opposite pole magnetic system, rigidly connected to the third cylinder and electrically connected to its sliding contacts of two polarities, the fixed part of the sliding contact of the second chamber is made in the form of a sixth ferromagnetic cylinder with non-magnetic conductive rods and end and adjacent short-circuit rings and installed seventh hollow non-magnetic cylinder with an end ring, rigidly fastened to the sixth cylinder and an adjacent ring and cylinders the surface of the second part of the hollow inner cylinder, the adjacent ring of the second part of the hollow inner cylinder and the adjacent ring of the sixth cylinder are concentrically and electrically isolated from each other, together with the third and fourth ferromagnetic cylinders, forming a single sealed unit of the second unipolar insert, two unipolar inserts with the same polarity electrically connected through adjacent rings of two parts of the inner cylinder, with the other polarity connected by means of the fifth and sixth cylinders along and end rings, a magnetic circuit stator with homopolar machines unipolar excitation windings mounted on the outer cylindrical surface of unipolar inserts mounted on the rotor

-shaped ferromagnetic magnetic core, covering the outer cylindrical surface of the seventh cylinder, from the inner cylindrical surface

-shaped magnetic core grooves are made with a number equal to the number of poles of the magnetic system of the fourth ferromagnetic cylinder, and its outer cylindrical surface is correlated with the cylindrical surface of the end portion of the stator magnetic circuit of the unipolar machine.

Предложение соответствует критерию "существенные отличия", так как из известного перечня информации, установленного нормативным документом (п. 2 "Правила составления, подачи и рассмотрения заявки на выдачу патента на изобретение"), технические решения с признаками, подобными заявленным, не обнаружены. The proposal meets the criterion of "significant differences", since from a well-known list of information established by a regulatory document (paragraph 2, "Rules for compiling, filing and reviewing an application for a patent for an invention"), technical solutions with features similar to those declared were not found.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема асинхронной электрической машины, на фиг. 2 сечение А-А. In FIG. 1 shows a structural diagram of an asynchronous electric machine, FIG. 2 section AA.

Асинхронная машина включает статор с основным магнитопроводом 1 и обмоткой переменного тока 2, магнитопровод двух униполярных машин 3 со смежной (первой) 4 и торцовой 5 униполярными обмотками возбуждения, первую униполярную вставку 6 с вращающимися первым и вторым ферромагнитными цилиндрами с электропроводящими немагнитными стержнями и вторую униполярную вставку 7 с вращающимися третьим и четвертым ферромагнитными цилиндрами с немагнитными электропроводящими стержнями, ротор с основным магнитопроводом и обмоткой 8, первым дополнительным магнитопроводом с обмоткой 9, вторым дополнительным магнитопроводом 10 и третьим дополнительным зубчатым магнитопроводом 11, торцовые щиты 12 и 13 с подшипниковыми опорами. An asynchronous machine includes a stator with a main magnetic circuit 1 and an alternating current winding 2, a magnetic circuit of two unipolar machines 3 with an adjacent (first) 4 and end 5 unipolar field windings, a first unipolar insert 6 with rotating first and second ferromagnetic cylinders with electrically conductive non-magnetic rods and a second unipolar an insert 7 with rotating third and fourth ferromagnetic cylinders with non-magnetic conductive rods, a rotor with a main magnetic circuit and a winding 8, the first additional m yoke with coil 9, a second auxiliary yoke 10 and a third additional toothed yoke 11, front panels 12 and 13 with bearing supports.

Первая униполярная вставка 6 включает первую герметичную камеру 14, образованную внешним полым цилиндром 15 с дополнительным магнитопроводом статора 16, неподвижной частью скользящего контакта, выполненной в виде пятого ферромагнитного цилиндра 17 с немагнитными электропроводящими стержнями 18 (фиг. 2) и торцовым 19 и смежным 20 короткозамыкающими кольцами и первой частью внутреннего цилиндра 21 с торцовым 22 и смежным 23 кольцами с изоляцией 24, первый ферромагнитный цилиндр 25 и второй ферромагнитный цилиндр 26 и заполнена жидким металлом (например, "Na-K" эвтектика). The first unipolar insert 6 includes a first hermetic chamber 14 formed by an external hollow cylinder 15 with an additional stator magnetic circuit 16, a fixed part of the sliding contact made in the form of a fifth ferromagnetic cylinder 17 with non-magnetic electrically conductive rods 18 (Fig. 2) and an end 19 and adjacent 20 short-circuit rings and the first part of the inner cylinder 21 with the end 22 and adjacent 23 rings with insulation 24, the first ferromagnetic cylinder 25 and the second ferromagnetic cylinder 26 and is filled with liquid metal (for example p, "Na-K" eutectic).

Вторая униполярная вставка 7 включает вторую герметичную камеру 27, образованную неподвижной частью скользящего контакта, выполненной в виде шестого ферромагнитного цилиндра 28 с немагнитными электропроводящими стержнями и торцовым 29 и смежным 30 короткозамыкающими кольцами, седьмым полым немагнитным цилиндром 31 с торцовым кольцом 32, второй частью полого внутреннего цилиндра 33 со смежным кольцом 34, третий ферромагнитный цилиндр 35 с немагнитными электропроводящими стержнями и четвертый ферромагнитный цилиндр 36 с немагнитными электропроводящими стержнями. Четвертый ферромагнитный цилиндр разделен вдоль образующей на изолированные части с числом, равным числу зубцов третьего зубчатого магнитопровода ротора 11, так что образуются одновитковые катушки разноименно полюсной магнитной системы (аналогично с первым ферромагнитным цилиндром 25), и механически скреплен с третьим ферромагнитным цилиндром 35 и электрически соединен с соответствующими скользящими контактами двух полярностей. Одной полярностью первая 6 и вторая 7 униполярные вставки электрически соединены через смежные кольца 20 и 30 двух частей внутреннего цилиндра, другой полярностью соединены посредством пятого 17 и шестого 28 цилиндров по их торцовым кольцам 19 и 29, образуя одну последовательную замкнутую цепь. The second unipolar insert 7 includes a second sealed chamber 27 formed by the fixed part of the sliding contact made in the form of a sixth ferromagnetic cylinder 28 with non-magnetic electrically conductive rods and an end 29 and adjacent 30 short-circuit rings, a seventh hollow non-magnetic cylinder 31 with an end ring 32, the second part of the hollow inner ring 32 cylinder 33 with an adjacent ring 34, a third ferromagnetic cylinder 35 with non-magnetic electrically conductive rods and a fourth ferromagnetic cylinder 36 with non-magnetic electr interactions leading bars. The fourth ferromagnetic cylinder is divided along the generatrix into isolated parts with a number equal to the number of teeth of the third gear magnetic circuit of the rotor 11, so that single-coil coils of the opposite pole magnetic system are formed (similar to the first ferromagnetic cylinder 25), and mechanically bonded to the third ferromagnetic cylinder 35 and electrically connected with corresponding sliding contacts of two polarities. With one polarity, the first 6 and second 7 unipolar inserts are electrically connected through adjacent rings 20 and 30 of the two parts of the inner cylinder, the other polarity are connected by means of the fifth 17 and sixth 28 cylinders along their end rings 19 and 29, forming one sequential closed circuit.

На роторе установлен

-образный ферромагнитный магнитопровод 37, охватывающий внешнюю цилиндрическую поверхность седьмого цилиндра 31, с внутренней цилиндрической поверхности

-образного магнитопровода выполнены пазы числом, равным числу полюсов магнитной системы четвертого ферромагнитного цилиндра 36 (фиг. 2), а внешняя его цилиндрическая поверхность соотнесена с цилиндрической поверхностью торцовой части магнитопровода статора 3 униполярных машин.Mounted on the rotor

-shaped ferromagnetic magnetic core 37, covering the outer cylindrical surface of the seventh cylinder 31, from the inner cylindrical surface

-shaped magnetic circuit grooves are made with a number equal to the number of poles of the magnetic system of the fourth ferromagnetic cylinder 36 (Fig. 2), and its outer cylindrical surface is correlated with the cylindrical surface of the end part of the stator magnetic circuit 3 of unipolar machines.

Униполярные вставки, как самостоятельные узлы, устанавливаются внутри статора 3 униполярных машин, включающего смежную (первую) 4 униполярную обмотку возбуждения и торцовую (вторую) 5 обмотку возбуждения. При этом магнитопровод статора 3 также представляет собой самостоятельный конструктивный узел. Для исключения влияния (взаимного) обмоток возбуждения 4 и 5 друг на друга в статоре 3 установлено немагнитное кольцо 38. Жидкий металл (Na-K), заполняющий герметичные камеры, выполняет две основные функции:
1. Проводит электрический ток между кольцами вращающихся и неподвижных контактов.Unipolar inserts, as independent units, are installed inside the stator of 3 unipolar machines, including an adjacent (first) 4 unipolar field winding and an end (second) 5 field winding. In this case, the stator magnetic circuit 3 is also an independent structural unit. To exclude the influence of the (mutual) field windings 4 and 5 on each other, a non-magnetic ring 38 is installed in the stator 3. The liquid metal (Na-K) filling the sealed chambers performs two main functions:
1. Conducts an electric current between the rings of rotating and fixed contacts.

2. Осуществляет смазку между вращающимися и неподвижными цилиндрами аналогично подшипниковым опорам скольжения. 2. Lubricates between rotating and stationary cylinders in the same way as bearing bearings.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При подаче напряжения в обмотку переменного тока 2 (фиг. 1) ротор 8 может прийти во вращение с какой-либо частотой. В обмотке ротора 8 наведется ЭДС частоты скольжения. Под действием этой ЭДС по обмотке ротора первого дополнительного магнитопровода 9 потечет ток, который создает в дополнительном магнитопроводе вращающееся поле с числом полюсов, равным числу полюсов обмотки 9 дополнительного магнитопровода. При этом придет во вращение первый ферромагнитный цилиндр 25 и сочлененный с ним второй ферромагнитный цилиндр 26 первой униполярной вставки 6. При достижении ферромагнитным цилиндром 25 подсинхронной частоты вращения в смежную униполярную обмотку возбуждения 4 подается постоянный ток, возбуждающий униполярный магнитный поток. Под действием униполярного магнитного потока во втором вращающемся цилиндре 26 наведется ЭДС, в результате чего по замкнутой цепи, образованной первым 25, вторым 26 цилиндрами, смежными кольцами 24 и 34 внутреннего цилиндра, третьим 35 и четвертым 36 цилиндрами, шестым цилиндром 28 с торцовым 30 и смежным 29 кольцами, пятым цилиндром 17 со смежным 20 и торцовым 19 кольцами потечет постоянный ток. Этот ток создает в первом 25 и четвертом 36 цилиндрах магнитные потоки разноименных полюсов их магнитных систем с выбранными для каждого из них числами пар полюсов. При этом первый ферромагнитный цилиндр 25 втянется в синхронизм с вращающимся магнитным полем, возбуждаемым первой дополнительной обмоткой ротора 9. Четвертый ферромагнитный цилиндр 36 второй униполярной вставки 7 разноименно полюсными полюсами придет в неподвижное зацепление с зубцами третьего дополнительного магнитопровода 11 и с зубцами

-образного ферромагнитного магнитопровода 37, числа которых равны числу полюсов четвертого ферромагнитного цилиндра 36 (фиг. 2).When applying voltage to the AC winding 2 (Fig. 1), the rotor 8 can come into rotation with any frequency. In the winding of the rotor 8 induced EMF slip frequency. Under the influence of this EMF, a current will flow through the rotor winding of the first additional magnetic circuit 9, which creates a rotating field in the additional magnetic circuit with the number of poles equal to the number of poles of the winding 9 of the additional magnetic circuit. In this case, the first ferromagnetic cylinder 25 and the second ferromagnetic cylinder 26 connected to it with the first unipolar insert 6 come into rotation. When the ferromagnetic cylinder 25 reaches the sub-synchronous speed, a direct current is supplied to the adjacent unipolar field winding 4, exciting the unipolar magnetic flux. Under the action of a unipolar magnetic flux in the second rotating cylinder 26, an EMF is induced, as a result of which, in a closed circuit formed by the first 25, second 26 cylinders, adjacent rings 24 and 34 of the inner cylinder, third 35 and fourth 36 cylinders, sixth cylinder 28 with end 30 and adjacent 29 rings, the fifth cylinder 17 with adjacent 20 and end 19 rings direct current will flow. This current creates in the first 25 and fourth 36 cylinders magnetic fluxes of opposite poles of their magnetic systems with the selected number of pole pairs for each of them. In this case, the first ferromagnetic cylinder 25 becomes synchronized with the rotating magnetic field excited by the first additional winding of the rotor 9. The fourth ferromagnetic cylinder 36 of the second unipolar insert 7 with opposite pole poles comes into stationary engagement with the teeth of the third additional magnetic circuit 11 and with the teeth

-shaped ferromagnetic magnetic core 37, the numbers of which are equal to the number of poles of the fourth ferromagnetic cylinder 36 (Fig. 2).

Частота вращения четвертого ферромагнитного цилиндра 36, а следовательно, и ротора 8 асинхронной машины пропорциональна величине униполярной ЭДС второго ферромагнитного цилиндра 26, работающего в генераторном режиме, и обратно пропорциональна величине результирующего униполярного магнитного потока, пересекающего третий ферромагнитный цилиндр 35, работающего в двигательном режиме. Регулирование величины униполярной ЭДС достигается изменением тока возбуждения в смежной униполярной обмотке возбуждения 4, а регулирование результирующего униполярного магнитного потока достигается изменением тока возбуждения двух обмоток 4 и 5. При этом для исключения влияния магнитного потока обмотки 5 на униполярную ЭДС установлено магнитное кольцо 38. The frequency of rotation of the fourth ferromagnetic cylinder 36, and therefore the rotor 8 of the asynchronous machine, is proportional to the unipolar EMF of the second ferromagnetic cylinder 26 operating in the generator mode and inversely proportional to the value of the resulting unipolar magnetic flux crossing the third ferromagnetic cylinder 35 operating in the motor mode. The regulation of the value of the unipolar EMF is achieved by changing the excitation current in the adjacent unipolar field winding 4, and the regulation of the resulting unipolar magnetic flux is achieved by changing the excitation current of the two windings 4 and 5. In order to eliminate the influence of the magnetic flux of the winding 5 on the unipolar EMF, a magnetic ring 38 is installed.

Ток возбуждения в униполярной обмотке 4 выбирается таким образом, что обеспечивается такое значение униполярного тока в разноименно полюсной магнитной системе первого ферромагнитного цилиндра 25, при котором cosΦ в первичной обмотке 2 асинхронной машины был близок 1. Тогда регулирование частоты вращения будет производиться только за счет изменения тока в униполярной обмотке 5. The excitation current in the unipolar winding 4 is selected in such a way that the value of the unipolar current in the opposite-pole magnetic system of the first ferromagnetic cylinder 25 is ensured, in which cosΦ in the primary winding 2 of the asynchronous machine is close to 1. Then, the rotation speed will be controlled only by changing the current in a unipolar winding 5.

Преимущества предлагаемого решения по сравнению с прототипом заключаются в создании герметичных камер униполярных машин из силовых токоведущих частей в виде самостоятельных узлов униполярных вставок, что позволяет расчленить униполярные машины на независимые для производства и комплектации узлы, в особенности решить вопросы ремонта простой заменой готовых узлов, кроме того, комплектование и разработка униполярных машин в виде законченных автономных узлов создают предпосылки для специализированного производства униполярных вставок, специфика которого более связана с металловедением и механической обработкой, нежели с электромашиностроением. Принятие однотипных конструкторских решений для создания разноименно полюсных магнитных систем пар полюсов для генераторной и двигательной униполярных вставок позволяет осуществить максимальную их унификацию и уменьшить требуемое число типоразмеров униполярных вставок, кроме того, увеличивается сила зацепления между ферромагнитным цилиндром двигательной униполярной вставки и дополнительным магнитопроводом зубчатого ротора, так как величина магнитодвижущей силы, создаваемой током якоря униполярных машин, много больше, чем магнитодвижущая сила униполярной обмотки возбуждения, а это повышает надежность работы асинхронной машины. Кроме того, наличие

-образного магнитопровода значительно увеличивает силу зацепления между ротором 8 и двигательной униполярной вставкой по сравнению с прототипом, что обеспечивает надежную работу асинхронной машины при высоких моментах сопротивления на валу ротора.The advantages of the proposed solution compared to the prototype are the creation of sealed chambers of unipolar machines from power current-carrying parts in the form of independent units of unipolar inserts, which allows you to divide unipolar machines into units independent for production and assembly, in particular, to solve repair issues by simply replacing the finished units, in addition , acquisition and development of unipolar machines in the form of complete autonomous units create the prerequisites for the specialized production of unipolar inserts to, the specificity of which is associated with a physical metallurgy and machined, rather than with the electric machine. The adoption of the same type of design decisions for creating opposite-pole magnetic systems of pole pairs for generator and motor unipolar inserts allows them to be unified as much as possible and to reduce the required number of sizes of unipolar inserts, in addition, the engagement force between the ferromagnetic cylinder of the motor unipolar insert and the additional gear magnetic circuit of the gear as the magnitude of the magnetomotive force created by the current of the armature of unipolar machines, is much larger than odvizhuschaya force unipolar winding excitation, and this increases the reliability of the asynchronous machine. In addition, the availability

-shaped magnetic circuit significantly increases the engagement force between the rotor 8 and the motor unipolar insert compared to the prototype, which ensures reliable operation of the asynchronous machine at high moments of resistance on the rotor shaft.

Claims

An asynchronous electric machine containing a stator, including a main magnetic circuit with an alternating current winding, an additional magnetic circuit of charge steel, a magnetic circuit of two unipolar machines with two unipolar field windings, the first, second and third hollow ferromagnetic cylinders with electrically conductive non-magnetic rods and short-circuit rings equipped with sliding contacts including stationary and free for rotation parts forming a closed electrical circuit, a rotor with a main magneto a wire with a winding, a first additional magnetic circuit with a winding, a second additional magnetic circuit and a third additional toothed magnetic circuit, characterized in that it is provided with a hollow inner cylinder with end and adjacent rings, which together with the additional magnetic circuit of the stator and the magnetic circuit of unipolar machines form two sealed annular chambers, the first and second rigidly connected cylinders are placed in the first chamber, and the third ferromagnetic cylinder, the hollow inner cylinder, is in the second chamber dr is divided in length into two parts between adjacent rings made of electrically conductive material and electrically connected to each other, the fixed part of the sliding contact of the first chamber is made in the form of a fifth ferromagnetic cylinder with non-magnetic electrically conductive rods and end and adjacent short-circuit rings, the additional stator magnetic circuit is provided with an external hollow cylinder and rigidly bonded to the fifth ferromagnetic cylinder and the end and adjacent rings of the first part of the inner cylinder, adjacent the ring of the fifth ferromagnetic cylinder and the adjacent ring of the first part of the inner cylinder are mounted concentrically and electrically isolated from each other, together with the first and second ferromagnetic cylinders forming a single sealed unit of the first unipolar insert, the fourth chamber has a fourth ferromagnetic cylinder with non-magnetic electrically conductive rods, divided along the generatrix into isolated parts with a number equal to the number of teeth of the third gear rotor magnetic circuit, forming single-coil of the opposite pole magnetic system, rigidly connected to the third cylinder and electrically connected to its sliding contacts of two polarities, the fixed part of the sliding contact of the second chamber is made in the form of a sixth ferromagnetic cylinder with non-magnetic electrically conductive rods and an adjacent adjacent short-circuit rings and a seventh hollow non-magnetic cylinder with end ring, rigidly fastened to the sixth cylinder and the adjacent ring and the cylindrical surface of the second part logo of the inner cylinder, the adjacent ring of the second part of the hollow inner cylinder and the adjacent ring of the sixth cylinder are mounted concentrically and electrically isolated from each other, together with the third and fourth ferromagnetic cylinders, forming a single sealed unit of the second unipolar insert, with the same polarity, two unipolar inserts are electrically connected through adjacent rings of two parts of the inner cylinder, with the other polarity connected by means of the fifth and sixth cylinders along their end rings, a magnetic circuit with Ator unipolar machines with unipolar excitation windings mounted on the outer cylindrical surface of unipolar inserts mounted on the rotor

shaped ferromagnetic magnetic core, covering the outer cylindrical surface of the seventh cylinder, from the inner cylindrical surface

grooves of the shaped magnetic core are made with a number equal to the number of poles of the magnetic system of the fourth ferromagnetic cylinder, and its outer cylindrical surface is correlated with the cylindrical surface of the end part of the stator magnetic circuit of unipolar machines.