ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩИЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

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.
3
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, м/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.