Электромашинный усилитель импульсов Советский патент 1983 года по МПК H02K29/02 

Од О5

Изобретение относится к электричеоким машинам и преимущественно может быть испольэовйно для создания электромаишнных усилителей импульсов, высокой энергии.

Известны и применяются электрома- шинные усилители (ЭМУ) с поперечным полем, содержащие вращающийся якорь со щетками на поперечной и продольной осях коллектора. Шетки по поперечной оси замкнуты, а по продольной оси соединены с компенсационной обмоткой, обмоткой дополнительных полюсов и затем подключены к нагрузке. На статдре расположены обмотки управления и обмотки дополнительных полюсов 1Т .

Недостатком ЭМУ является наличие коллектора, который не позволяет значительно увеличить напряжение, мощность и скорость в связи с ухудщением коммутации, а следовательно, нет возможности снизить постоянную времени Наличие коммуташш снижает добротност всей машины.

Наиболее близким к изобретению ° по технической сущности и результату является электромашинный усилитель импульсов, содержащий ротор с расположенными на нем обмотками управления и компенсапионной обмоткой, и статор, на котором расположены секднн замкнутой, обмотки якоря, от которых выполнены И отводов, один из которых соединен с первым зажимом цепи нагрузки, по крайней мере часть диаметрально расположеннь1х отводов со динена с короткозамыкающими устройствами, управляющие цепи которых ы с датчиком положения ротсз,2

Недостатком его является низкая надежность и малый диапазон изменения параметров импульсов.

Целью изобретения является повышение надежности усилителя.

Поставленная цель достигается тем, что в электромашинном усилителе импульсов, содержащем ротор с располоь.жейными на нем обмотками управления и компенсационной обмоткой, и статор, на котором расположены секции замкнутой обмотки якоря, от которых выпо/ нены И отводов, один из которых соединен с первым зажимом цепи Haipyки, по крайней мере часть диаметрально расположенных отводов соедлшема с корсп козамьгкаюцщми устройстиаьщ.

управляющие цепи которых связаны с датчиком положения ротора, короткозамыкаюише. устройства выполнены в виде встречно-параллельно соединенных тиристоров, а остальные И -1 отводов соединены со вторым зажимом цепи нагрузки через тиристоры.

На фиг. 1 изображена схема электромашинного усилителя импульсов; на

фиг. 2 - схема соединений обмоток ротора; на фиг. 3 - схема распределения напряжений и токов в обмотке якоря.

Электромаи/инный усилитель импуль-

сов содержит неподвижный якорь 1, вьшолненный в виде распределенной обмотки, образованной Ц секциями. Один вывод яксфной обмотки подключен непосредственно к нагрузке 2, а остальные через вентили 3-9 - к вторым зажимам нагрузки. Вентили 10-16 образуют крроткозамыкающие элементы по поперечной оси.

Нагрузка соединяется с усилителем

через шины 17, 18 и перемычку 19.

На роторе 20 располагается комплект управляющих обмоток 21 и компенсационная обмотка 22. Комплект состоит из нескольких обмоток 23, 24 к 25,

Все обмотки объединены одним полюсом и подсоединяются к одному общему кольцу 26. Остальные конпы обмоток подсоединены к токоподводяшим кольцам 27 - 30. Для подвода токов

управления на токоподводяших кольцах установлены щетки 31.

Компенсационная обмотка через подводящие кол,ьца и щетки подсоединена параллельно управляемому резистору 32,

Ротор приводится во вращение приводнь1м двигателем 33.

Управление электрическими вентилями осуществляется от блока 34 упра&лешш в функции положения ротора и

контролируется датчиком 35 положения, который управляет вентилями 3-9, а датчик 36 управляет вентилями 1О-16 коммутатором. Обмотка неподвижного якоря изображена в виде окружности

37 (фиг. 3),

ЭПектромацшнный усилитель импуль- сов работает следующим образом.

Приводной двигатель 33 вращает ротор 20. Управляющие обмотки 21 ротора создают магнитное попе, которое, вращаясь вместе с ротором, .нидукп рует ЭДС в обмотке неподнижно -о якоря 1. Магнитное попе направленно гго оси ро

тора, совпадающей с управляющими вен- йшями 8-4. Эта ось 5тляется продольной. Так как ротор 2О вращается, то вместе с ним перемещается и его магнитная ось, а, следовательно, и электрический потенциал по обмотке. Для положения, соответствующего изображенному на фиг. 1, полный потенциал будет на обмотке неподвижного якоря 1 между точками присоединения вентиля 6 и перемычки 19. Этот, потенциал равномерно расятределяется между участ ками обмотки по обеим параллельным ветвям. От управляющего импульса датчика 36 срабатывает элекгричеокий вентиль 11, который замыкает обмотку неподвижного .якоря 1 накбротко : по поперечной оси. В результате этого возникает бопьщой магнитный поток реакции неподвижного якоря 1, который создает усиленную ЭДС по продольной оси. С ъращеаяем ротора 2О осуществляется также и перемещение поперечной оси поочередным включением электрдаческих вентилей 10-16. После включения вентиля 11 включаются вентили 13, 16, 10, 12, 14, 15, 16 и так далее. После включения очередного вентиля отключается ранее включенный, вентиль. Таким образом, за счет вращения ротора 20 и соответствующего переключения электрическвк вентилей 10-16 на обмотке неподвижного якоря 1 создается ЭДС, полярность которой перемещается по окружности.

Снятие напряжения осуществляется через неподвижные кольца 17 и 18. Кольцо 18 все время подключено к обмотке, йеподвижного якоря 1, а коль цо17 последоватепьнр подключается к разным участкам обмотки. ; По команде управляющего датчика 35 включается, например, электрический вентиль 3, затем вентиль 4, после

этого отключается вентиль 3, а вклк чается вентиль 5 и отключается ве тияь 4 и так далее. За исходное положение начала цикла импульса эяектромащинного усилителя принята точ)Еа с перемычкой 19. В этом положешш на неподвижных кольцах 17 и 18 ЭДС отсутствует, так как отсутствует ве тиль для подключения обмотки ншюовижного якоря 1. в данном случае отсутствует также и попе реакции якоря. При дальнейщем вращения ротора 2О электродвижущаяся сила на неподвюкяых кольцах 17 и 18 растет за счет

5 увеличения числа подключенных -витков обмотки неподвижного якоря 1, а тав же за счет действия реакции якоря. При включенных вентилях 16 и 14 ЭДС на неподвижных кольцах (шинах) 17 и 18

0 достигает максимального значения, а затем снижается до нуля. Изменение ЭДС неподвижного якоря I и проте- каемого тока можно пояснить на сх&ме (фиг. 3),на которой обмотки ря представлена в окружности 37, Между точками О и Ъ находится макстмальная ЭДС - Еав. Для пронэ вольного момента на выэсодедействует ЭДС Эта ЭДС действует параллельно ЭДО0 которая в общем случае {швна ad eac ,cТоки параллельных участков f и ос1 ® равны, одаако они сравниваются в том случае, когда точки С в d ере- дшипотся с точкой b . а затем ток ). убывает быстрее, чем ток -2.

Компенсашкяшая обмотка 22 вовремя работы усилителя поддержЕЕвает его основное магнитное попе в не дает возможности реакции неподнЕ жного якоря 1 размагнитить его.-Настройка кояяпеясацисягаой обмотки осуществляется резистором 32.

0ia.1

vSr. rvS

22

2ff25

Феа.г

ЭЛЕКТРОМАШИННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ, сод жащий ротар с расположенными на нем обмот- ками управления и компенсашссжной обмоткой и статор, на котором расположены секшов замкнутой обмотки якоря от которых вьшолнены VI отводов, один их которых соединен с первым зажимом кепи нагрузки, по крайней мере часть диаметрально расположенных отвоцов соединена с короткозамыкающими yci ройствами, управляющие пепи которых соединены с выходом датчика положа ния ротора, отличающийся тем, что, с целью повышения вадея ности, короткозамыкаюшве устройства вьшолнены в виде BCTpe HOi-napeuuient но соединенных тиристоров, а остальные -1 отвопов соедииеоы со втчь рым зажимом пели нагрузки череа TSspaicToapM.

Фие.д