Устройство формирования импульсов тока Советский патент 1988 года по МПК H02K25/00 

-ч

4,Uc 1a.e, /.:5а е.

05 05

ю

tj генератор продо/гьн( попере /ного fcfoSi/ CHUfi

Изобретение относится к импульсной энергетике, в частности к электрома1иинным источникам импульсов тока. Изобретение позволяет повысить эффективность работы устройства фор.мирования импульсов тока путем увеличения средней мощности и получения заданной формы импульсов тока. Для этого в устройство параллельно дополнительной обмотке 4 ротора в общую точку со вспомогательной обмоткой 3 статора, размещенную под углом (3 по отнощению к обмотке 4 ротора, подключены конденсаторы 8 и 9. Зарядные цепи последни.х образованы вспомогательной обмоткой 3 статора и вентилями 10 и II, включенными встречно-параллельно к второму зажиму вспомога- тель}1ой обмотки 3 статора. Разрядные цепи конденсаторов 8 и 9 образованы дополнительной обмоткой 4 ротора и тиристор- ными коммутаторами 6 и 7. При апериодическом разряде конденсаторов 8 и 9, которые предварительно заряжены до амплитуды ЭДС вспомогательной обмотки 3 статора, формируется передний и задний фронт импульса тока нагрузки и сокращается его длите;1ьность. За счет реформации результирующего потока в воздущном зазоре возрастает ЭДСвспомогательной обмотки 3 статора, что позволяет скомпенсировать размагничивающее действие реакции статора на последующи.ч им- пульса.х тока нагрузки и повысить среднюю мощность серии импульсов. 2 ил. СО С

и i/. /. б а. с

Изобретение относится к импульсной электроэнергетике, а именно к электромашинным источникам импульсов тока, используемых в электрофизических автономных установках, где требуются периодические импульсы тока с большой амплитудой и заданной временной характеристикой (например, питание лазерных устройств).

Целью изобретения является увеличение средней мощности и расп1ирение функциональных возможностей за счет возможности изменять форму импульсов тока на нагрузке путем снижения размагничиваюн1его действия реакции якоря носредством управления результирующим потоком в воздуп1ном зазоре за период изменения ЭДС обмотки якоря.

Физическая сущность изобретения связана с : ф1 1ектом сканирования результирующего 11(1 ю.ка возбуждения относительно оси «( ютора за счет периодических раз- шдов конденсаторов на малоиндуктивную домо.шительную обмотку ротора. При этом на на П ЗК. (нормируется импульс тока с заданными харакгерисгиками, которые опреде- .ЯК)1ся парамеграми нагрузки и разрядных КОНТу М)В.

Периодические разряды конденсаторов позволяют уменьи1ить размагничиваюп1ее действие редакции як()()я за серию импу.1Ь- сов гока.

На фиг. I изоб)ажена принципиальная схема уст ойства формирования им- пхльсон тока; на фиг. 2 - расчетные зависимости (ка нагру:жи д;1Я различных зна- емкости конденсаторов при С1(2 и гю.южеиия (сиг)могательной обмотки статора ()С2 ортогона. 1ьно основной обмотке статора ОС; (|i 90 эл.град.).

Устр()11ство содержит статор с якорной обмотк()11 1, соединенной с клемма.ми для п(хи люченин на1рузки через первый тирис- Topnbiii коммугато() 2, вспомогательную обмотку 3 статора, размещенную под углом |i по отношению к якорнс й и соеди- ) первым выводом с первым выводом до11о.1иигс. обмотки 4 ротора, расноло- жеин()11 о|1т()гопа, 1ьно обмотке 5 возбуждения, вто|)ой В151ВОД допо. 1нительной обмотки -1 рогора соединеи с анодом второго 6 и катодом третьего 7 тиристорных коммутаторов ( 2 и ТЗ), перв1 1Й вывод вспомога- тельно11 обмотки 3 соединен с первыми об- к,1адкамп первого 8 и второго 9 конден- ca-|(j)OB, причем вторая обкладка первого конденсатора 8 соединена с катодом второго 1()|1иого коммутато)а 6 и анодом первого ве1ггиля К), а вторая обкладка второго конденсагора 9с а1{одом третьего тиристо|)ного коммутатора 7 и катодом вторсзго вентиля 11, катод первого 10 и анод второ- 14) 1 I вептиле соединены со вторым выводом вспомогательной обмотки 3 якоря, причем обмотка ,5 возбуждения соединена с клеммами для подключения источника напряжения U ,. возбуждения.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Устройство фор.мирования импульсов тока работает следующим образом.

До замыкания рабочей обмотки на нагрузку генератор имеет номинальную частоту вращения ротора, напряжение возбуждения равно нулю. Перед замыканием на нагрузку подается возбуждение на обмотку 5. Конденсаторы 8 и 9 заряжаются до а.мплитуды ЭДС холостого хода вспомогательной обмотки 3 статора. В момент времени, когда ЭДС якорной обмотки 1 статора проходит через нуль предществующей положительной полуволны, синхронно выдаются сигналы на тиристорные коммутаторы 2V TI и 6VT2, при этом якорная обмотка 1 подключается к нагрузке, а конденсатор 8 разряжается на дополнительную обмотку ротора 4. Параметры дополнительной обмотки 4 ротора и конденсатора 8 выбираются из условия апериодического разряда С1 за четверть периода ЭДС якорной обмотки 1. На нагрузке формируется передний фронт тока, достигающий (для случая нагрузки индуктивного характера) .макси- ма.тьиого значения при угле, близком л/2 эл. рад., а при работе на нелинейную активную нагрузку - /3 эл. рад. Разряд конденсатора 8 С1 происходит при по/южительном потенциале на катоде вентиля lOV l, что исключает (годключение к доиолнительной обмотке ротора 4 вспомо гательной обмотки 3 статора ОС 2. После разряда конденсатора 8 тиристорный ко.м- мугатор 6 отключается и при максимальном значении тока в нагрузке открывается ги|)исторный коммутатор 7, подключая конденсатор 9 к допо;1нительной обмотке 4 ротора, при этом формируется задний фронт импу.:1ьса тока. Одновременно идет заряд конденсатора 8 от вспомогательной обмотки статора 3. За счет деформации результирующего нотока в воздун1ном зазоре возрастает ЭДС вспомогательной обмотки 3 статора, что позволяет скомпенсировать размагничивающее действие реакции якоря на последующих импульсах тока нагрузки и соответственно увеличить частоту следования имиу. 1ьсов, а значит повысить среднюю мощность серии импульсов.

Па . 2 пpивeдe fы расчетн1)1е зависимости токов i в пелипейной активной нагрузке с пара.метрами устройства фор.мирования и.мпульсов тока, выполненного в габаритах АТД--2/800, и изменение напряжения и.( на дополнительной обмотке 4 ротора при разряде конденсаторов и при условии равенства величин емкости конденсаторов в разрядных цепях.

Из.менением емкости в разрядных цепях дополнительной об.мотки можно нрограммировать форму имнульсов тока в нелинейной активной нагрузке. При значении напряжения на конденсаторе ,3 и 1.6 а.е. амплитуда тока нагрузки возрастает соответственно в 1.2, и 1,5 раза. Таким образом, увеличение мощности идет по

двум путям: сокращение длительности импульса и повышения частоты их следования, увеличение амплитуды тока.

Формула изобретения Устройство формирования импульсов товывод которого соединен с первым выводом третьего коммутатора, ротор с обмоткой возбуждения., расположенной ортогонально дополнительной обмотке, и второй вентиль, отличающееся тем, что, с целью увеличе- 5 кия средней мощности и расширения функциональных возможностей, в него введен второй конденсатор, первая обкладка которого соединена с первой обкладкой первого конденсатора и первым выводом дополника, содержащее статор с якорной обмоткой, первый вывод которой через первый коммутатор соединен с первой клеммой для подключения нагрузки, а второй 10 тельной обмотки, второй вывод которой сое- вывод - с второй клеммой для подключе- динен с первым выводом третьего коммутатора, второй вывод которого соединен с второй обкладкой второго конденсатора и катодом второго вентиля, анод которого соения нагрузки и вспомогательной обмоткой, размещенной под углом р, где О р

- по отно1иению к якорной обмотке, первый вывод вспомогательной обмотки соединен с первой обкладкой первого конденсатора, а второй вывод - с катодом первого вeflтиля. анод которого соединен с второй обкладкой первого конденсатора и первым выводом второго коммутатора, второй

15

динен с катодом первого вентиля, причем первый, второй и третий коммутаторы выполнены в виде тиристоров, первый вывод которых - катод, а второй -- анод, выводы обмотки возбуждения соединены с клеммами для подключения источника напряжения возбуждения.

вывод которого соединен с первым выводом третьего коммутатора, ротор с обмоткой возбуждения., расположенной ортогонально дополнительной обмотке, и второй вентиль, отличающееся тем, что, с целью увеличе- кия средней мощности и расширения функциональных возможностей, в него введен второй конденсатор, первая обкладка которого соединена с первой обкладкой первого конденсатора и первым выводом дополнительной обмотки, второй вывод которой сое- динен с первым выводом третьего коммутатора, второй вывод которого соединен с второй обкладкой второго конденсатора и катодом второго вентиля, анод которого сое

динен с катодом первого вентиля, причем первый, второй и третий коммутаторы выполнены в виде тиристоров, первый вывод которых - катод, а второй -- анод, выводы обмотки возбуждения соединены с клеммами для подключения источника напряжения возбуждения.