Патент №2441309 - Машина постоянного тока с жидкометаллическим коммутатором

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам постоянного тока (МПТ). Наиболее близким по сущности аналогом предложенной МПТ является МПТ с механическим коммутатором, коллектором со скользящими щеточными контактами. Названная машина обладает некоторыми недостатками в конструктивном исполнении, заключающимися в том, что она включает в себя вращающиеся якорную обмотку и коллектор, по поверхности которого в ходе работы данной машины непрерывно скользят несколько пар щеточных контактов. Это приводит и интенсивному износу скользящих и контактирующих друг с другом деталей из-за трения скольжения и, соответственно, к сужению области применения такой машины в связи с возникающим при этом искрением. Кроме того, вращающиеся обмотки якоря ограничивают в определенной степени угловую скорость ее ротора. Техническим результатом настоящего изобретения является существенное увеличение долговечности машины, расширение области ее применения и увеличение надежности в работе. Указанный технический результат достигается тем, что в конструкции предложенной МПТ якорная обмотка неподвижна, а вращается индуктор, состоящий из постоянных магнитов и центрального магнитопровода, установленных на общий вал вращения, при этом применяется жидкометаллический коммутатор, который состоит из расположенных рядом диэлектрическими, с отверстиями для свободного прохождения вала вращения, основаниями четырех цилиндрических металлических емкостей, несколько наполненных электропроводящими жидкостями, в первых двух из которых, соединенных, соответственно, с прямыми и обратными проводами обмотки якоря, на валу вращения установлены по одному электропроводящему, несколько погруженному в указанные жидкости острыми краями диску, каждый из которых электрически соединен с соответствующими диаметрально устроенными парами металлических секторов двух смежных комбинированных дисков, установленных также в следующих двух таких же емкостях, соединенных, соответственно, с положительной и отрицательной клеммами внешнего источника постоянного напряжения. При подаче постоянного напряжения на жидкометаллический коммутатор токи, протекающие по виткам обмотки якоря, начнут взаимодействовать с магнитным полем индуктора. Тогда ротор начнет вращаться и, через пол-оборота, в электропроводящих жидкостях окажутся вместо первых следующие металлические сектора комбинированных дисков, каждый из которых электрически соединен уже с другими металлическими дисками коммутатора. Вследствие этого в обмотке якоря будет течь ток другого направления, противоположный первоначальному. Но так как к этому времени постоянные магниты индуктора поменяются местами, направления действий электромагнитных сил на ротор остаются прежними. В генераторном режиме при вращении от постороннего двигателя всех дисков металлического коммутатора синхронно индуктору, положительные и отрицательные полуволны индуцируемого переменного тока якоря всегда будут поступать на одни и те же соответствующие клеммы электрического вывода МПТ и по внешней цепи будет течь при этом постоянный ток. 4 ил.