Способ управления электромашинным генератором импульсов Советский патент 1974 года по МПК H03K3/02 H01K39/00 

1

Изобретение относится к способам импульсного питания нагрузки, основанным на использовании электромашинных импульсных источников энергии, и может быть применено при физических исследованиях для создания сильных магнитных полей, генерирования низкотемпературной плазмы и т. п.

Известны способы импульсного питания нагрузки, основанные на использовании электромашинного импульсного источника энергии с демпферными обмотками по продольной и поперечной осям и обмоткой возбуждения, рабочую статорную обмотку которого замыкают на нагрузку в момент перехода э. д. с. через нуль.

Ударная мошность электромашинпого источника импульсов, как известно, в значительной мере определяется величиной основного магнитного потока. Увеличение основного магнитного потока путем форсировки напряжения на обмотке возбуждения является не эффективной мерой увеличения его ударной мош,ности, т. к. при этом вследствие значительных потерь и большой длительности процесса форсировки происходит уменьшение запаса кинетической энергии ротора. Это ограничивает ударную мощность источника.

Целью изобретения является увеличение ударной мощности источника. Указанная цель достигается тем, что цепь демпферной обмотки по поперечной оси замыкают одновременно с основной статорной обмоткой, а вспомогательную обмотку статора замыкают с помощью коммутирующего аппарата накоротко до замыкания основной статорной обмотки. Это обеспечивает импульсную форсировку основного магнитного потока. В момент достижения максимального значения потокосцепления статорной обмотки, что соответствует переходу ее э. д. с. через нуль, производят подключение нагрузки к статорной обмотке и замыкание коммутирующего аппарата в цепи демпферной обмоткп по поперечной осп.

На фпг. 1 показана схема электромащинного источника пмпульсов, служащая для пояснения способа; на фиг. 2 показаны кривые э. д. с. статорных обмоток и токи в них.

В исходном состоянии ротор генератора вращают с угловой скоростью со. Коммутирующие аппараты 1, 2 п 3 размыкают. Обмотка возбуждения 4, запитанная постоянным током, создает начальный магнитный поток, который наводит в статорных обмотках 5 и 6 э. д. с. /1 и /2 (фиг. 2), сдвинутые по фазе на 90° эл.

В момент времени i (см. фиг. 2) производят замыкание коммутирующего аппарата 1. Ток в статорной обмотке начинает нарастать, стремясь сохранить захваченный статорной обмоткой начальный магнитный поток. При

этом происходит также возрастание токов в обмотках 4 и 7 ротора, максимальные значения которых соответствуют моменту поворота ротора на угол, близкий к 180°. Значение токов в обмотках 4 и 7 определяют величину нотокосцепления основной обмотки 6 статора. Потокосцепление обмоткн 6 достигает своего максимального значения при угле поворота ротора . Величина максимального значения потокосцепления обмотки 6 при этом значительно -превосходит максимальное значение потокосцепления, обусловленного потоком холостого хода, так как суммарная м.д. с. обмоток4и7 значительно больше м. д. с. холостого хода. Момент достижения максимального значения потокосцепления соответствует моменту времени 2 изменения знака э. д. с. /2, время его форсировки меньше полупериода.

В момент времени tz производят замыкание коммутирующих аппаратов 2 и 3. При замыкании аппарата 3 на роторе образуется нолная демпферная система и дальнейшее изменение э.д. с. /2 и тока /2 происходит как в однофазном импульсном синхронном генераторе. Поскольку величина магнитного потока, лронизываюшего обмотку 6 непосредственно перед включением на нагрузку получена при предельной несимметрии демпферной системы ротора, то его значение имеет максимальную для данной машины величину и, следовательно, это будет соответствовать максимальной ударной мондности.

Замыкание аппарата 3 обеспечивает отсутствие пиков :перенапряжения на обмотке 6. В моменты /3, и перехода токов Il, rj через нуль производят размыкание ап-паратов 1 и 2.

Момент замыкания аппарата 3 в цепи демпферной обмотки 8 по поперечной оси практически соответствует моменту достижения максимального значения ее потокосцепления или моменту изменения знака ее э. д. с. Поэтому

с целью устранения скользящего контакта, обусловленного необходимостью включения в цепь демпферной обмотки 8 коммутирующего аннарата 3, в качестве аппарата можно использовать полупроводниковый вентиль.

Способ питания позволяет получить значительно большую ударную мощность в сравнении с известным.

Предмет изобретения

Способ управления электромашинным генератором импульсов, содержащим рабочую обмотку, демпферную и вспомогательную обмотку, смещенную относительно рабочей на 90 эл. градусов, путем подключения рабочей обмотки к нагрузке в момент перехода э. д. с. обмотки через нуль, отличающийся тем, что, с целью увеличения ударной мощности,

вспомогательную обмотку замыкают накоротко, затем одновременно с подключением рабочей обмотки замыкают накоротко и демпферную обмотку.

«4

fu8.2