Электромашинный источник периодических импульсов тока Советский патент 1984 года по МПК H02K25/00 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромашинным накопителям и источникам импульсной энергии и может быть использовано в системах импульсного питания при электрофизических исследованиях. Известен электромашинньш генератор периодических импульсов, содержащий трехфазную обмотку ротора две флзы которой зашунтированы конденсатором и через неуправляемый вецтиль подключены к источнику возбуждения, а третья через другой неуправляемый вентиль под1сагочена к контуру возбуждения, позволяющему генерировать периодические импульсы тока .стабильной амплитуды, однако ударная мощность импульсов невелика СП. Известен также электромашинный источник импульсов содержащий синхронный генератор с основной обмоткой на статоре, соединенной с нагрузкой через коммутирующий аппарат дополнительной обмоткой, смещенной относительно основной на 90, с коммутиругацим аппаратом в цепи, и ротор с несимметричной демпферной обмоткой,, позволяющий генерировать одиночные импульсы тока 2 J. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к , данному устройству является электро мавшнный источник импульсов, содерж щий статор с основной обмоткой с клеммами для подключения к нагрузке через первый коммутирующий аппарат, и перпендикулярной к ней допол нительной обмоткой, подключенной к фазосдвигающему устройству через второй коммутирующий аппарат, и рот с обмоткой возбуждения, перпендикулярной к ней и демпферной обмот кой с третьим коммутирующим аппаратом в цепи З., Данный источник позволяет увеличить ударную мощность одиночного импульса тока, однако при этом невозможно получить мощные периодичес кие импульсы тока из-за влияния размагннчивазощего действия реакции якоря по продольной оси. Цель изобретения - увеличение импульсной мощности источника за счет формировки возбуждения. Поставленная цель достигается тем, что электромашинный источник периодических импульсов тока, содер жащий статор с основной обмоткой С хслеммами для подключезшя к нагрузке через первый коммутирующий аппарат и перпендикулярной к ней дополнительной обмоткой, подключенной к фазосдвигающему устройству через второй коммутирующий аппарат-, и ротор с обмоткой возбуждения и перпендикулярной,к ней демпферной обмоткой с третьим коммутирующим аппаратом в цепи, дополнительно снабжен двумя коммутирующими аппаратами, один из которых подключен параллельно обмотке возбуждения, а через другой обмотка возбуждения подключена параллельно фазосдвигающему устройству, выполненному в виде конденсатора. На фиг, 1 представлена принципиальная схема электромашинного источника; на фиг. 2 г кривые токов и напряжения в функции времени. Устройство содержит дополнительную обмотку 1 статора, обмотку 2 возбуждения, демпферную обмотку 3 ротора, основную обмотку 4 статора, конденсатор 5, коммутирующие аппараты 6-10, причем коммутирующие аппараты 6 и 8-10 представляют собой неуправляемые вентили, а коммутирукшщй аппарат 7 - управляемьтй вентиль, и ос новная обмотка 4 подключается к нагрузке 11 с помощью коммутирующего аппарата 10, Устройство работает следующим образом. В исходном СОСТОЯН1Ш ротор электромашинного источника периодических,. импульсов вращается с угловой частотой tu , коммутирующие аппараты 6-10 разомкнуты, конденсатор .5 заряжен до некоторого начального напряжения . В момент времени (фиг, 2) коммутирующий аппарат 7 замьпсается. При этом предварительно заряженный конденсатор 5 подключается к обмотке 2 возбуждения и разряжается через нее на интервале времени . Следует отметить, что соотношение параметров обг1Ьтки возбуждения 2 и конденсатора 5 выбираются таким образом, чтобы время разряда конденсатора .-tjj соответствовало повороту ротора на угол-|-/с Лу 0. В результате по обмотке 2 протекает ток т-2 I который создает магнитный поток в воздушном зазоре. В момент време)ш .|, когда ток разряда конденсатора достигает своего максимального. значения, коммутирукщин аппарат 8 замыкается, закорачивая обмотку 2. В этом случае i2 -f+iQ, причем ig возрастает, а i убывает, и , при достижении им нулевого значения. коммутирующий аппарат 7 размьткается При достижении максимального пот косцепления дополнительной обмотки t на статоре, что соответствует про хождению ЭДС С через нулевое значение 1.фиг, 2), коммутирующий аппарат 6 подключает дополнительную обмотку 1 к конденсатору 5 (). При дальнейшем повороте ротора п обмоткам 1 и 2 протекают токи i-, и Ток iy стремится сохранить неизменным начальное потокосцепление в момент замыкания коммутирукяцего аппарата 8. Ток i протекает через конденсатор 5, который заряжается до напряжения -V на интервале .-t, что обеспечивается соответствующим выбором.соотношения параметров дополнительной обмотки 1 и конденсатора 5. Необходимые соотношения параметров обмоток 1 и 2 и конденсатора 5 при неизменной емкости конденсатора обеспечиваются выбором определенного числа витков обмоток I и 2. При повороте замкнутых обмоток 1 и 2 на угол близкий к ветствующий моменту времени , результирующий магнитный поток источника, за счет неа1мметрии обмото резко возрастает, При наличии конде сатора (фазосдвигающего устройства) в цепи обмотки 1 обеспечивается фазовый сдвиг результирующей намагн чивающей С1ты и результирующего маг нитного потока, способствующий в эт момент максимальному потокосдеплени основной обмотки 4 и демпферной обм ки 3 с возросшим результирующим маг нитным потоком. Коммутирующие аппар ты 9 и 10 замыкаются, захватывая этот поток. Токи i и 1., достигнув максимального значения, уменьшаются до нуля, и коммутирующие аппараты 6 и 8 размыкаются в момент времени . 804 При. повороте ротора на угол у HaMarHii4HBarat4He силы основной обмотки 4 и демпферной обмотки 3 будут направлены встречно. В результате этого магнитный поток, захваченнйй обмотками в момент времени , вытесняется на пути потоков рассеяния, Б обмотках 3 и 4 протекают мощные импульсы тока, по окончанию которых, в момент перехода токов i и i. через нулевое значение, коммутирующие аппараты 9 н 10 размыкаются. Источник возвращается в исходное положение с конденсатором 5j заряженным до начального напряжения В момент времени комм тирующий аппарат 7 замыкается, и конденсатор вновь подключается -к обмотке 2 возбуждения. Далее процессы в схеме повторяются. Таким образом, из щзиведенного описания работы предлагаемого электромаиинного источника периодических импульсов тока следует, что получение мощных импульсов тока достигается за счет форсировки магнитного потока с последующий захватом его ос:новной и демпферной обмотками. Возможность получения периодически мощных иг ульсов обусловлена тем, что после каждого импульса тока источник возвращается в исходное состояние. Следует отметить, что при эксплуатации предлагаемого источника периодических МОЩ1СЫХ импульсов тока не требуется дополнительное устройство питания для подзаряда конденсатора в процессе работы, так как энергия для подзаряда конденсатора потребляется из запаса кинетической энергии вращаюищхся масс ротора. Необходимо лишь обеспечить первоначальную зарядку конденсатора от любого зарядного устройства. Технический эффект от использования данного изобретения заключается в том, что за счет увеличения им- . пульсной мощности электромашинного источника периодических импульсов тока повьшхаются энергетические и удельные характеристики системы импульсного питатшя.

ЭЛЕКТРОМАШШНЫЙ ИСТОЧНИК ПЕРИОдаЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ ТОКА, содержащий статор с основной обмоткой с клеммами для подключения к нагрузке через первый коммутирующий аппарат и перпендикулярной к ней дополнительной обмоткой, подключенной к фазосдвигающему устройству через второй коммутирукшцш аппарат, и ро- тор с обмоткой возбуждения и перпендикулярной к ней демпферной .обмоткой с третьим коммутирующим аппаратом в цепи, отличающийся тем, что, с целью увеличения импульсной мощности за счет форсировки возбуждения , источник дополнительно снабжен двумя коммутирующими аппараi тами s один из которых подключен параллельно обмотке возбуждения, а (Л через другой обмотка возбуждения подключена параллельно фазосдвигающему устройству, выполненному в виде конденсатора. Д7 ff