Электромашинный генератор импульсов тока Советский патент 1990 года по МПК H02K25/00 

1

(21)4311778/24-07

(22)30.09.87

(46) 30.06.90. Бюл. № 24

(71)Институт электродинамики АН УССР

(72)ВоТ.Чемерис, А0Д Лодольцев и И о С. Петухов

(53)621.313(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1094114, кл„ Н 02 К 25/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 934888, кл. Н 03 К 3/00, 1980„

(54)ЭЛЕКТРОМАШИННЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА

(57)Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромашинным источникам импульсов тока. Цель изобретения - увеличение коэффициента усиления тока„ Генератор содержит ротор и статор с основными обмотками, соединенными последовательно друг с другом с помощью щеточного контакта, и с дополнительными однофазными обмотками, также соединенными последовательно друг с другом с помощью второго щеточного контакта и сдвинутыми относительно основных обмоток на 90 элоградо Дополнительные обмотки с помощью третьего щеточного контакта подключены к источнику начального возбуждения и через диод к основным обмоткам, к которым через второй диод подключена нагрузка 1 ил

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромашинным источникам импульсов тока. Цель изобретения - увеличение коэффициента усиления тока. Генератор содержит ротор и статор с основными обмотками, соединенными последовательно друг с другом с помощью щеточного контакта, и с дополнительными однофазными обмотками, также соединенными последовательно друг с другом с помощью второго щеточного контакта и сдвинутыми относительно основных обмоток на 90 эл.град. Дополнительные обмотки с помощью третьего щеточного контакта подключены к источнику начального возбуждения и через диод к основным обмоткам, к которым через второй диод подключена нагрузка. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромашинным источникам импульсов тока, и может быть использовано в системах импульсного питания при электрофизических исследованиях и в автономных объектах,.

Целью изобретения является увеличение коэффициента усиления тока0

На чертеже показана принципиальная электрическая схема генератора

Электромашинный генератор импульсов тока содержит статор с основной 1 и дополнительной 2 обмотками, ротор с основной 3 и дополнительной 4 обмотками, щеточные контакты 5 - 7, источник 8 начального возбуждения, дроссель 9, два коммутирующих аппарата, роль которых выполняют диоды 10, 11 и выводы 12, 13, к вторым подключается нагрузка 14,

Генератор представляет собой каскадное объединение двух ступеней, работа которых основана на использовании принципа компрессии магнитного потока

Расположение и соединение основных и дополнительных обмоток статора и ротора выполняются таким образом, чтобы при положении ротора, соответствующем согласному расположению основных обмоток, дополнительные обмотки были расположены встречно, и наоборот, при положении ротора, соответствующем встречному направлению магнитных потоков основных обмоток ротора и статора, магнитные потоки дополнительных обмоток направлены согласно. Для ослабления взаимного влияния основных и дополнительных обмоток друг на друга основные и дополнительные обмогки как на статоре, так

ел 1 ел tc 1 со

и на роторе взаимно смещены на90эл0 град „

Первая ступень компрессионного генератора с обмотками 2 и 4 нагружена на индуктивную нагрузку, которой является индуктивное сопротивление обмоток 1 и 3. С целью согласования первой и второй ступени генератора максимальная индуктивность обмоток 1 и 3 должна быть приблизительно равна минимальной индуктивности обмоток 2 и 4 или отличается по возможности не более чем в 2 раза, что достигается соответствующим выбором чисел витков обмоток. Максимально достижимая практическая кратность изменения индуктивности дополнительных обмоток приблизительно равна 4000 Это ограничение обусловлено конструктивными воз- можностями - предельным уменьшением воздушного зазора и сведением к минимуму рассеяния магнитных потоков Минимальное значение кратности должно быть не меее 10, т.к„ в двухступен- чатом генераторе из-за наличия связей между ступенями, в отличие от одноступенчатого генератора при меньших значениях кратности, коэффициент усиления тока обеих ступеней не превыша- ет коэффициента усиления одной ступени. Эти условия с учетом того, что индуктивность пропорциональна квадрату числа витков, обуславливают отношение суммарного числа витков допол- нительных и основных обмотокt которое находится в пределах от 2 до 20. Еще одно условие выполнения генератора состоит в том, что импеданс цепи, возбуждающей данную ступень ге- нератора, должен быть по крайней мере в несколько раз больше импеданса цепи ее нагрузки, что сводится к следующему: индуктивность дросселя 9 больше максимальной индуктивности об- моток 1 и 3, а максимальное индуктивное сопротивление обмоток 2 и 4 больше сопротивления нагрузки 14

Генератор работает следующим образом

При вращении ротора в момент, когда магнитные оси дополнительных обмоток ротора 4 и статора 2 совпадают, их эквивалентная индуктивность максимальна, источник 8 начального возбуждения создает в цепи этих обмоток, соединенных через щеточный контакт 6, начальный ток ie, который замыкается в контуре возбуждения первой

с д

0

5

ступени генератора, содержащем, помимо указанных обмоток 2 и 4 и источника 8, также дроссель 9 и щеточный контакт 7. Протеканию начального тока через основные обмотки генератора 1 и 3, соединенных щеточным контактом 5, препятствует диод 10.

При повороте ротора на 180эл.град магнитные оси дополнительных обмоток оказываются направленными встречно, что вызывает компрессию магнитного потока этих обмоток и генерирование импульсного тока первой ступени генератора ij, который практически полностью замыкается через основные обмотки 1 и 3 и диод 10 - в контуре возбуждения второй ступени Протеканию импульсного тока i по контуру возбуждения первой ступени препятствует наличие дросселя, а через нагрузку 14 - диод 11. Ток 11 представляет собой начальный ток возбуждения второй ступени генератора,, При дальнейшем повороте ротора еще на 180 эл.град0 происходит компрессия магнитных потоков в основных обмотках и генерируемый импульс тока i H протекает по контуру, в который включена нагрузка 140 В этот момент времени индуктивность дополнительных обмоток максимальна, что препятствует замыканию тока i H через контур возбуждения второй ступени

Дроссель 9 и источник 8 начального возбуждения могут быть заменены конденсатором В этом случае процесс в генераторе протекает аналогичным образом. Отличие состоит лишь в том, что в момент согласного расположения дополнительных обмоток конденсатор разряжается на дополнительные обмоткиФормула изобретения

Электромашинный генератор импульсов тока, содержащий статор с обмоткой, ротор с обмоткой, источник начального возбуждения, два коммутирующих аппарата, два щеточных контакта и выводы для подключения нагрузки, обмотки статора и ротора соединены последовательно через первый щеточ- . ный контакт, отличающий- с я тем, что, с целью увеличения коэффициента усиления тоха, генератор снабжен дросселем, третьим щеточным контактом и двумя дополнительными обмотками, последовательно соединенными

через третий щеточный контакт, одна из которых размещена на статоре, другая - на роторе, а углы между осями основных и дополнительных обмоток, расположенных как на статоре, так и на роторе, равны 90 эл.град,, а суммарное число витков дополнительных обмоток от 2 до 20 раз больше суммарного числа витков основных обмоток, коммутирующие аппараты выполнены в виде диодов, концы обеих цепей, составленных из последовательно соединенных обмоток, со стороны ротора соединены одна с другой и через второй щеточный контакт с одним из выводов генератора, к которому присоединен также первый конец цепи из последовательно соединенных дросселя и ис12

точника начального возбуждения, второй конец которой соединен с вторым концом цепи из последовательно соединенных дополнительных обмоток и че-1 рез первый диод с вторым концом другой пары последовательно соединенных обмоток, а последний соединен через второй диод с другим выводом генераQ тора, причем диоды обращены к точке контакта между собой одноименными выводами, катод первого диода и положительный полюс источника начального возбуждения одинаково ориентированы

5 относительно точки соединения этого элемента с упомянутым диодом, а один щеточный контакт соединяет одноименные концы обмоток, другой - разноименные

-

АЛ

ю