Электромашинный импульсный генератор

Электромашинный импульсный генератор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К 4ВТОРСКОМУ СВИДИЛЛЬСТВУ и>663033

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.11.76 (21) 2421348/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Н 02 К 25/00

Гощдаротевнный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 621.313..323 (088.8) Опубликовано 15.05.79. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 19.05.79

А. В. Лоос, А. И. Чучалин, Ю. А. Орлов и А. В. Лукутин (12) Авторы изобретения

Томский ордена Октябрьской революции и ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт имени С. М. Кирова (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАШИННЫЙ ИМПУЛЬСНЫИ ГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к области электрических машин, а именно к импульсным генераторам, применяемым для создания сильных магнитных полей и в других импульсных системах.

Известны электромашинные импульсные генераторы, содержащие однофазную обмот- ку на статоре, обмотку возбуждения по продольной оси, запитанную постоянным током, и демпферные обмотки по двум взаимноперпендикулярным осям 11).

Недостатком такой конструкции генера- 10 тора является малая зона самовозбуждения, которая ограничена сопротйвлением нагрузки, близким к внутреннему сопротивлению генератора.

На и более близким по тех ни чес кой сущности к предлагаемому изобретению являются электромашинные импульсные генераторы, содержащие однофазную обмотку на статоре, подключенную через управляемый вентиль к нагрузке, и две обмотки ротора, расположенные по взаимноперпендикулярным Ю осям, в цепь которых подключены вентили (Rj, Недостатком этой конструкции генератора является пониженная накопленная энергия и значительные масса и габариты.

Цель данного изобретения — увеличение удельной энергии импульсов и снижение массы и габаритов.

Указанная цель достигается тем, что генератор снабжен конденсатором, подключенным параллельно одной из обмоток ротора, которая, в свою очередь, включена параллельно другой обмотке ротора.

На фиг. 1 представлена электрическая схема импульсного генератора; на фиг. 2— диаграмма изменений токов и напряжений на обмотках.

Генератор содержит однофазную обмотку 1 статора, которая через управляемый вентиль 2 подключена к нагрузке 3. На роторе генератора размещена по продольной оси (d) обмотка 4, а по поперечной оси (у) обмотка 5. Параллельно обмотке 4 подключены:вентиль 6, конденсатор 7 и через вентиль 8 — обмотка 5.

Работа генератора осуществляется следующим образом.

В исходном состоянии ротор генератора вращается с номинальной скоростью ао.1, управляемый вентиль 2 закрыт, в статорной обмотке 1 наводится синусоидальная ЭДС, определяемая остаточным магнитным потоЭДС обмотки 1 вновь переходит через нуль в положительном направлении, магнитный поток возбуждении по оси d значительно превосходит первоначальный остаточный поток, и при повторном Включении генератора на нагрузку 3 импульс тока ig имеет большую амплитуду. В отличие от первого периода самовозбуждения генератора (1о — ty) второй период начинается в момент времени

= tg при наличии напряжения на конденсаторе 7, который своим разрядным током

i и, увеличивает поток возбуждения по оси

d ротора. Возрастание тока статорной цепи генератора i — — i< ведет к увеличению потока реакции якоря, захватываемого обмоткой 5 при открытии вентиля 8 (момент открытия t = t зависит от соотношения ЭДС обмотки 5 и напряжения на конденсаторе

1!К), и скорости его изменения, что приводит к возрастанию ЭДС обмотки 5. В течение времени tg — 1о конденсатор 7 заряжается до напряжения U< (t = t ) >У! (t=

= tg), что обусловливает дальнейший процесс самовозбуждения, При возрастании в процессе самовозбуждения токов и магнитных потоков генератора насыщения магнитопровода ограничивает величину захватываемого обмоткой 5 магнитного потока реакции якоря по поперечной оси ротора у, а, следовательно, и ЭДС обмотки 5, напряжения заряда конденсатора

7, разрядного тока 1 = i3 и потока возбуждения по продольной оси ротора d.

К моменту времени t = t переходный процесс самовозбуждения заканчивается, и генератор работает в псевдоустановившемся режиме периодических однополярных импульсов.

При отключении статорной обмотки 1 генератора конденсатор 7 остается заряженным до некоторого напряжения. Если после отключения статора повторного включения не производить, то конденсатор 7 разрядится через обмотку 4. Ток разряда протекающий через обмотку 4 в положительном направлении, создает намагничивающую силу и поток в направлении продольной оси ротора d. Таким образом, направление оси остаточной намагниченности ротора не изменится по сравнению с первоначальным.

Данное изобретение позволяет использовать избыточную накопленную механическую энергию ротора для возбуждения и повысить накопленную электрическую энергию, т. е. энергию импульса и при этом отказаться от специальной обмотки возбуждения и источника постоянного тока, что ведет также к уменьшению массы и габаритов генератора.

Форму.га изобретения

663033

3 ком ротора по продольной оси d, напряжение на конденсаторе 7 отсутствует.

В момент времени 1= 1о, . когда ЭДС статорной обмотки 1 проходит через нуль

- " в "положительном направлении, на управляющий электрод вентиля 2 подается сигнал, вентиль открывается и подключает генератор к нагрузке 3. По статорной обмотке 1 и нагрузке 3 протекает однополярный импульс тока i4 = ig (где ig — ток нагрузки 3), создающий в генераторе пульсирующее магнитное поле реакции якоря, которое о при вращении ротора индуцирует в обмотках

4 и 5 переменные ЭДС, сдвинутые на 90эл. град.

В течение первой четверти периода вращения ротора (to — 4 ) поле реакции яко1S ря имеет намагничивающии характер, поэтому ЭДС обмотки 4 направлена на создание тока, демпфирующего увеличение магнитного потока по оси d. В течение этого времени вентиль 6 оказывается включенным встречно относительно полярности ЭДС. обмотки 4, поэтому ток обмотки 4 i3 замыкается через конденсатор 7, заряжая его до некоторого напряжения Ug (t = tg). Одновременно ЭДС обмотки 5 стремится создать демпфирующий ток по поперечной оси, однако, вентиль 8 включен встречно направлению этой ЭДС, ток в обмотке 5 отсутствует, и поток реакции якоря свободно прони— кает в ротор по оси <у, увеличивая потокосцепление обмотки 5. При дальнейшем по- зо вороте ротора ЭДС обмотки 4 изменяет знак согласно полярности вентиля 6 и ток i3 - замыкается через вентиль

6 (is — ток вентиля 6) . Конденсатор

7 начинает разряжаться на обмотку 4. В момент времени 1 = 1 напряжение на вентиле 8- ггереходит через нуль в положитель- з ном направлении после смены знака ЭДС обмотки 5 и компенсации ею напряжения конденсатора 7, имеющего противоположную полярность. Вентиль 8 открывается и подключает ЭДС обмотки 5 к конденсатору 7.

Так как к моменту времени tg напряжение на конденсаторе невелико, открытие венти-ля 8 происходит почти в момент перехода

ЭДС обмотки 5 через нуль, что соответству" ет максимальному потокосцеплению обмотки с потоком реакции якоря. При включении as вентиля 8 поток реакции якоря захватывается контуром обмотки 5 и сохраняется благодаря наличию тока обмотки 5 i4 — — г, (где

i — ток через конденсатор), создавая дополнительный поток возбуждения генератоsî ра по поперечной оси, что ведет к увеличению тока статорной цепи. В течение импульса тока i< конденсатор 7 заряжается до максимального напряжения U (t =- ty) и с момента времени t = tg разряжается через обмотку 4, что приводит к возрастанйю тока !з, потока возбуждения по оси d ротора, и соответственно ЭДС статорной обмотки 1. К моменту времени t = 1., когда

Электромашинный импульсный генератор, содержащий однофазную обмотку на ста663033

ôîã. 1 (Рог. 2

Составитель В. Трегубов

Редактор Д. Зубов Техред О. Луговая Корректор О. Билак

Заказ 2722/56 Тираж 856 Подписное

ЦН И ИП И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП сПатент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 торе, подключенную через управляемый вентиль к нагрузке, и две обмотки ротора, рас-. положенные по взаимно перпендикулярным осям, в цепь которых включены вентили, отличающийся тем, что, с целью снижения массы и габаритов, повышения удельной энергии импульсов, генератор снабжен конденсатором, подключенным параллельно од6 ной из обмоток ротора, которая соединена параллельно с другой обмоткой ротора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 508909, кл. Н 02 К 25/00, 1975.

2. РЖ «Электрические машины и аппараты», 1972, № 2, реф. № 2И133, с. 18.