Электромашинный импульсный генератор

Электромашинный импульсный генератор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсниы

Соартвянстнчвск на

Рвспубттнн

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и 904133 (6I ) Доаолннтельное к авт. свнд-ву (Sl)NL. Кл. (22) Заявлено 270630 (21)2>45<>4/24«07 с прнсоеанненнем заявкн,1ты (23) приоритет

H 02 К 25/ОО

3Ьвударстюыы6 ваттытат

СССР

N 439NN взойретеыый н открытый

t53) ДК621 ° 313 (088.8) Опублнковано 070232. Бюллетень М 5

Дата ояублнковання оянсання 0)3282 (72) Автор нзобретення

П.В. Васюкевич

1, Революция-; 1

Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской авиационный институт им. Серго Орджоникидзе .

t (ZI ) Заявнтель (54) ЗЛЕКТРОНАШИННЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к электрическим машинам пульсирующего однонаправленного тока и может быть использовано для создания сильных магнитных полей, запитки ламп и других импульсных систем.

Известен электро,ашинный импульсный генератор, в котором обмотка возбуждения размещена на статоре соосно с якорной обмоткой, а роторная обмотка снабжена коммутатором, замыкающим ее накоротко в момент максимального потокосцепления всехтрех обмоток.

Намагничивающая сила обмотки возбуждения передается роторной обмотке, а в статорной обмотке, подключенной к нагрузке, наводится импульс электродвижущей силы. Часть механической энергии ротора преобра" зуется в электрическую энергию (1).

Недостатком такого генератора является низкая эффективность преобразования энергии для случая, когда постоянная времени разрядного контура, образованного сопротивлением нагрузки и якорной обмоткой, соизмеримо или больше времени по" ворота ротора на 180 эл. град. времени поворота ротора на 180 эл, град.

В этом случае часть преобразованной энергии возвратится в ротор в виде механической энергии.

Наиболее близким к предлагаемому является электромашинный импульсный генератор, содержащий статор с расположенными на нем магнитосвяэанными обмотками возбуждения, соединенный с источником постоянного напряжения, якорной, соединенной с нагрузкой, и экранирующей, замыкаемой с помощью коммутатора накоротко, и ротор, на котором расположена обмотка, 20 замыкаемая с помощью коммутатора накоротко.

После поворота íà 100.эл.град. от момента замыкания его обмотки накоротко экранирующая обмотка за90 мыкается накоротко и удерживает в сжатом состоянии деформированное роторной обмоткой магнитное поле.

Эффективность преобразования энергии по сравнению с вышеописанным генератором повышается, так как ротор ускоряется лишь частью магнитного поля, величина которого зависит от коэффициента связи обмоток 1 21.

Недостатком известного генерато" ра является низкая эффективность преобразования энергии вследствие того, что часть магнитного потока не захватывается экранирующей обмоткой, расположенной на полюсах статора. Увеличению коэффициента связи обмоток препятствует ограниченность пространства под полюсами машины.

Цель изобретения — повышение эффективности преобразования энергии, Поставленная цель достигается тем, что в электромашинном импульсном генераторе, содержащем статор с расположенными на нем однофазными магнитосввзанными якорной и экранирующей обмотками, причем якорная обмотка, расположена на полюсах статорного магнитопровода, и ротор с обмоткой, замыкаемой накоротко коммутатором, экранирующая обмотка размещена в межполюсном пространстве статора, ее. витки уложены в радиальных плоскостях генератора, а статор машины снабжен экранами из электропроводного материала, например меди, размещенными на внутренних цилиндрических поверхностях магнитопровода и на торцах полюсов.

На фиг.1 изображен генератор, поперечный разрез, на фиг.2 - разрез

А-А на фиг.1,íà фиг.3 - принципиальная электрическая схема генератора, на фиг.4 - временная диаграмма токов в обмотках и нагрузке.

Ярмо 1 и полюсы 2 статора выполнены из листовой электротехнической стали. На полюсах 2 размещена якорная обмотка (ЯО) 3 генератора.

Сердечник ротора 4, набранный из листовой электротехнической стали, закреплен на валу 5. Однофазная роторная обмотка (РО) 6 снабжена средством коммутации ее накоротко (не показано). Экранирующая обмотка (ЭО)

7 размещена в межполюсном простран. стве и ориентирована таким образом, что ее витки лежат в радиальных плоскостях генератора. Закреплена обмотка на статоре. Экран 8 на торцах по4133 6 люсов и экран 9 на внутренних поверхностях магнитопровода статора (ярме

1) выполнены из электропроводного материала, например меди.

Генератор работает следующим,образом, В исходном положении все ключи, разомкнуты. Ротор раскручивают до номинальных оборотов и замыкают

1в ключ Kg. Дроссель L д служит для предохранения источника питания 0 от перенапряжений. После окончания переходного процесса ток в генераторе будет протекать только по якор15 ной обмотке 3, так как величина напряжения на источнике питания значительно меньше пробойного напряжения для нагрузки РН, в качестве которой используют, например, импульсную лампу. В тот момент, когда потокосцепление якорной и роторной обмоток максимально, замыкают ключ К .

При смещении ротора от этого положения, благодаря закону сохранения,, магнитного потока в якорной и роторной обмотках, наводятся токи, пытающиеся сохранить первоначальное потокосцепление неизменным. При повороте ротора на 180 эл.град., что для биполярной машины эквивалентно повороту ротора на 180, в этих обо мотках возникнут максимальные по l. величине токи (фиг.4). Создаваемые этими токами магнитные поля в генераторе в этот момент будут направлены встречно (фиг. 1). Весь магнитный поток статора, созданный первоначальным током, вытеснится в воздушный зазор, длина которого в десятки раз больше первоначального воздушного за40 зора между статором и ротором под r полюсами. Поддержание того же по величине магнитного потока, замыкаемого по магнитному сопротивлению в десятки раз большему, чем в перво45 начальный момент, требует пропорционального увеличения тока в якорной обмотке. На фиг.1 показан момент соответствующий повороту ротора на

180 после замыкания ключа Кg.

56

Магнитный поток, вытесняемый из пространства, занимаемого сердечником ротора 4 токами роторной обмот" ки, будет замыкаться по пути с мини55 мальным магнитным сопротивлением, (сплошные линии на фиг.1). Пунктирными линиями показаны возможные пути замыкания магнитного потока в

5 9041 отсутствии экранов 8 и 9. Таким образом, благодаря вышеуказанному размещению экранирующей обмотки 7 практически весь магнитный поток статора генератора сцепится с витками 5 этой обмотки. Экраны 8 и 9 как бы направят магнитный поток через об TKÓ 7 °

Через угол поворота ротора, соответствующий 380 эл.град., после щ замыкания его обмотки накоротко замыкают накоротко обмотку 7 с помощью коммутатора (ключ К }. Дальнейший поворот ротора приведет к передаче намагничивающей силы роторной обмотки 6 экранирующей обмотке 7.

Процесс преобразования механической энергии в электромагнитную энергию, запасаемую в якорной и роторной обмотках, происходит за первую половину оборота ротора, начиная с момента замыкания ключа К . 3a вторую половину оборота ротора электромагнитная энергия не может вернуться назад и превратиться в механическую энергию, так как роторная обмотка 6 экрани" руется обмоткой 7.

Такое размещение экранирующей обмотки 7 и экранов 8 и 9 способствуют более полному сцеплению вытеснен- зв кого потока с экранирующей обмоткой, что в конечном итоге повышает эффективность преобразования энергии.

Конденсатор служит для замыкания тока, наводимого в обмотке 6, до момента, когда напряжение на нем не достигнет пробойного для нагрузки

Rp. После этого вся энергия, запа33 6 сенная в сжатом магнитном поле и конденсаторе, выделится в нагрузке.

Использование предлагаемого генератора обеспечивает увеличение коэффициента связи обмоток, несмотря на то, что экранирующая обмотка размещена дальше от якорной обмотки, чем в известном устройстве. Следствием этого является повышение эффективности преобразования энергии.

Формула изобретения

Электромашинный импульсный генератор, содержащий статор с расположенными на нем однофазными магнитосвязанными якорной и экранирующей обмотками, причем якорНая обмотка расположена на полюсах статорного магнитопровода, и ротор с обмоткой, замыкаемой накоротко коммутатором, о т л и w а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности преобразования энергии, экранирующая обмотка размещена в межполюсном пространстве статора, ее витки уложены в радиальных плоскостях генератора, а статор снабжен экранами из электропроводного материала, например меди, размещенными на внутренних цилиндрических поверхностях магнитопровода и на торцах полюсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

tI 3523822, кл. H 03 K 3/84, 3969.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2847555/07, 05.06.80.