Цилиндрический ударный униполярный генератор

Цилиндрический ударный униполярный генератор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсинк

Социалистических

Республик

< »904138 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20. 05. 80 (21) 2926868/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07.02 ° 82 ° Бюллетень М 5.

Дата опубликования описания 10. 02. 82 (51)М. Кл.

H 02 К 31/00

Гасударственные квинтет

so делан изовретенкй и открытки (53) УДК 621..

313 292 (088.8) (72) Автор изобретения

В.В. Харитонов (71) Заявитель (54) ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ УДАРНЫЙ УНИПОЛЯРНЫЙ

ГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к униполярным машинам и может быть использовано преимущественно в униполярных генераторах постоянного тока.

Известны ударные униполярные генераторы (УУГ), используемые для

5 получения одиночных импульсов сильного тока в режиме динамического торможения якоря (Ц .

В ряде случаев разряд УУГ осуществляется с форсированием потока возбуждения генератора с целью получения плоской вершины импульса разрядного тока (2) . форсирование возбуждения (быстрое увеличение полезно используемого магнитного потока, создаваемого индуктором) обычно начинается в момент достижения током разряда своего максимального значения. 20

Интенсивность увеличения потока возбуждения УУГ в указанном режиме тем меньше, чем больше запасенная кинетическая энергия якоря, т.е.,тем медленнее происходит его торможение. Следовательно, форсирование возбуждения более эффективно у УУГ с большими вращающимися массами.

Наиболее .предпочтительны в этом отношении цилиндрические генераторы с массивным якорем, который одновременно является и преобразовательным элементом, и высокоскоростным массивным маховиком, что существенно повышает технико-экономические no- казатели УУГ как наполнителя и преобразователя энергии.

К ним относится, в частности, цилиндрический двухполюсный УУГ с ферромагнитопроводом, массивным якорем с одним центральным и двумя крайними токосьеммами. Известный УУГ обе ладает сравнительно небольшой помощью возбуждения из-за наличия ферромагнитопровода, а также удвое-нием разрядного тока благодаря двум параллельным ветвям по току в якоре 1".33 °

3 90413

Недостатком известного УУГ является низкая эффективность формирования плоской вершины импульса разрядного тока, поскольку форсирование возбуждения такого УУГ затрудняется из-за демпфирующего действия вихревых токов, наводимых в массовом магнитопроводе включая якорь при изменении магнитного потока, создаваемого индуктором.

Цель изобретения — повышение эффективности формирования плоской вершины импульса разрядного тока путем форсирования возбуждения генера-. тора. 1S

Указанная цель достигается тем, что генератор снабжен полыми соосно присоединенными к торцам якоря цилиндрами, на свободных концах которых

/ расположены крайние токосъемы гене- в ратора, и дополнительными кольцевыми индукторами, установленными у торцов полых цилиндров и включенными встречно.с индуктором статора.

На чертеже приведена конструктив- 25 ная схема предлагаемого УУГ.

Генератор. содержит ферромагнитный кольцевой двухполюсный статор 1 с индуктором 2, якорь с массивным ферромагнитным цилиндром 3, токосъем 4, зе размещенный между полюсами статора, и два крайних токосъема 5. Крайние токосъемы расположены на торцах полых цилиндров 6, вблизи которых установлены индукторы 7, включенные встреч" з но с индуктором 2 статора.

Разряд генератора осуществляется следующим образом.

Якорь разгоняется приводом до неао обходимой скорости. Индуктор 2 подключается к источнику питания. Якорная цепь замыкается на нагрузку. Начинается разряд УУГ, сопровождаемый всплеском тока в нагрузке и динами,ческим торможением якоря. При мак45 симальной токе разряда к источнику

:питания подключаются.индукторы 7, ток в которых начинает увеличиваться . по заданному закону, обеспечивающему необходимую скорость увеличения суммарного магнитного потока УУГ, обуславливающую постоянство разрядного тока в якоре в течение определенного времени. По истечении этого времени форсирование возбуждения npe" кращается и далее происходит неуправляемый процесс динамического торможения якоря до полной или частичной его остановки. Затем указанный цикл повторяется.

Магнитные потоки, создаваемые индукторами 7, замыкаются практически целиком по воздуху, т.е. в режиме форсировки они не могут проникнуть в статор иэ-за демпфирующего действия вихревых токов в его массивных частях. Отсутствие у этих индукторов ферромагнитопровода сопряжено с увеличением их намагничивающей силы, необходимой для получения заданного значения магнитного потока. Тем не ме1 нее, суммарная мощность, потребляе;мая системой возбуждения УУГ в режиме форсирования, значительно меньше той, которую необходимо было бы подвести к индуктору 2 с целью увеличения создаваемого им магнитного потока, замыкающегося по ферромагнитопроводу. Объясняется это совокупностью следующих факторов.

При большой запасенной кинетической Энергии якоря плосКая вершина импульса разрядного тока может быть получена при сравнительно небольшом приросте полного потока возбуждения

УУГ (на 10-304). Однако поскольку этот прирост надо осуществить за время порядка 0,1-1 с (наиболее распространенный на практике диапазон значений длительности плоской .вершины), то необходимая скорость нарастания потока оказывается достаточно высокой.. Увеличение с большой скоростью потока, создаваемого индуктором 2, который составляет большую часть полного потока машины и замыкается по массивному ферромагнитопроводу, сопряжено с необходимостью подведения к индуктору значительной мощности, намного превосходящей первоначально.потребляемую. Индукторы 7 обеспечивают необходимую скорость нарастания создаваемых ими магнитных потоков при умеренно потребляемой мощности, поскольку их потоки сравнительно невелики и замыкаются в областях, где массивные проводящие части сведены к минимуму и не оказывают заметного демпфирующего влияния. При небольшой величине необходимого прироста полного магнитного потока УУГ величина потребляемой индукторами 7 мощности в большинстве практических случаев находится в том диапазоне, при котором реализация предлагаемого УУГ приводит к

S 9041 экономии полной потребляемой системой возбуждения УУГ мощности.

Принимая во внимание отмеченные особенности, повышение эффективности формирования плоской вершины им- 5 пульса разрядного тока в предлагаемом УУГ по сравнению с известным можно конкретизировать следующим образом.

Снижение мощности, потребляемой системой возбуждения УУГ в режиме форсирования. Это улучшает техникоэкономическяе показатели установки.

Увеличение приращения полного маг,нитного потока, и, следовательно, 15 ( увеличение длительности плоской вершины при равенстве потребляемых мощностей. В конечном счете это приводит к улучшению использования вращающихся масс, т.е. к повышению удель- 20 ных энергетических показателей УУГ. . Повышение быстродействия системы регулирования потока возбуждения, по-зволяющее получать импульсы разрядного тока, сопровождаемые более ин- 25 тенсивным динамическим торможением вращающихся масс, что дает возможность повысить эффективность преобразования кинетической энергии.

Указанные преимущества проявляют- 30 ся особенно сильно в применяемых в электрофизике крупных УУГ, преобразующих значительную энергию и потребляющих большую мощность возбуждения. 35

Формула изобретения

Цилиндрический ударный униполярный гЕнератор, содержащий двухполюс38 6 ный ферромагнитный кольцевой статор с индуктором, массивный ферромагнитный цилиндрический якорь, токосъем, расположенный на боковой поверхности якоря между полюсами статора, и два крайних токосъема, расположенных по обе стороны статора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности формирования плоской вершины импульса разрядного тока путем форсирования возбуждения генератора, он снабжен полыми цилиндрами, установленными по торцам якоря, на свободных концах которых расположены крайние токосъемы генератора, и дополнительными кольцевыми индукторами, установленными у торцов полых цилиндров . и включенными встречно с индуктором статора.

Источники информации, принятые во вниаание при экспертизе

1. Суханов Л.А. и др. Электрические униполярные машины. М., Отделение ВНИИЭИ, 1964, с. 50.

2. Харитонов В.В., Исследование режимов работы ударного униполярного генератора с регулированием потока возбуждения. - "Электротехника", 1971, 11 12, с. 43-46.

3. Бартинов А.И. и др. Униполяр. ные электрические машины. И.-Л., "Энергия", 1966, с. 33, рис. 1-15 е.

Э04138

Заказ 151/44

Тираж 718 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А. Трепутнева

Редактор Е. Дичинская Техред И. Надь Корректор М. лароши ,Р