Ударный генератор Советский патент 1982 года по МПК H02K7/02 

I

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к генераторам ударной мощности, и может быть использовано для питания электрофизических установок, таких, как лазерные электромагниты .ускорителей заряженных частиц в установках для термоядерных исследований.

В.ударных генераторах для получения больших значений импульсной мощности при замыкании на нагрузку снижают величину сверхпереходного индуктивного сопротивления, С этой целью применяют ряд мер, таких, как экранирование лобовых частей якорной обмотки, выбор соответствующей пазовой геометрии, использование мощной демпферной системы на роторе, применение пазовых демпферов в якоре, использование беспазового сердечника якоря р1.

Однако такие ударные генераторы имеют значительное И1щуктивное сопротивление рассеяния якорной обмотки. Наличие магнитопроводящего сердечника статора приводит к значительным потерям мощности при форсировках возбуждения. Потери, вьщелякяциеся в стали сердечников статора,являются серьезным препятствием, ограничивающим возможности глубоких форсировок возбуждения с целью получения больпшх индукций в области якорной обмотки. Эти

10 потери при недостаточных маховых массах на роторе приводят к существенному торможению ротора генератора.

Для увеличения запаса кинетичес15кой энергии валы роторов ударных генераторов снабжаются маховиками 2.

Однако это приводит к увеличению габаритов и общей массы уста20новки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ударный генератор с внешним рото3ром, в котором якорь выполнен безжелезным, а ротор -полым, в форме маховика равной прочности З, Однако известный ударный генератор имеет цельникованый ротор, что приводит к увеличению времени форсирования возбуждения, а также имеет сложный геометрический профиль, что затрудняет изготовление и установку ротора в стояковых подцшпниках скольжения. Конструкция якоря не позволяет осуществлять интенсивное воздушное охлаждение якорной обмотки при работе генератора в режиме накопления энергии. Цель изобретения - повышени,е пло ности кинетической энергии, запасаемой ротором, интенсификация охлаждения якорной обмотки в режиме нако пления энергии, сокращение времени форсировки возбулодения, повышение технологичности конструкции ударног генератора. Указанная цель достигается тем, что генератор снабжен трубой, установленной на ободах со , внутри которой жестко закреплен ротор, выполненный шихтованным, а на трубе установлены маховые массы в виде квазиравпопрочных маховиков трапецеидального сечения. Спицы ободов выполнены в виде лопаток осевого вентилятора. Статор выполнен из изоляционног сплошного остова, укрепленного на стальных хвостовиках, а по длине остова установлен ряд изоляционных колец с аксиальными отверстиями, на которых размещена якорная обмотка. На фиг. I представлен ударный ге нератор, разрез; на фиг. 2 - статорное кольцо; на фиг. 3 - хвостовик, на фиг. 4 - обод. Ударный генератор срдердшт остов 1 и кольца 2, выполненные из прочно го изоляционного материала, на кото рые уложена якорная обмотка 3. Обмотка якоря выполнена трехфазной и закреплена стеклобандажом с последу ющей пропиткой. Остов 1 напрессован на хвостовики 4, которые зафиксированы в стояковых опорах 5. Выводы о мотки статора выполнены через центральное отверстие в хвостовике. Лобовые части якорной обмотки экранированы бaндaжны iи кольцами 6. Ших тованный внешний магнитопроБодящий ротор 7 запрессован в трубу 8. На трубе приварены направляющие 9, на которых закреплены маховики 10, выполненные из цельного высокопрочного проводящего (например, дюралюминия) или непроводящего материала. Обмотка 1 возбуждения удерживается в пазах медными клиньями 12. Лобовые части обмотки возбуждения зафиксированы немаг штными бандажами 13 и 14. Ротор установлен на ободах 15, у которых спицы имеют профиль лопаток осевого вентилятора с постоянньм углом атаки по высоте, обеспечивающим забор воздуха и прокачку его через воздушный .зазор и осевые отверстия в статорных кольцах 2 (схема движения воздуха на фиг. 1 указана стрелками)„ Ротор вместе с ободом установлен на радиально-упорных подшипниках 16 качения. Выводы обмотки возбуждения подключены к торцевым контактным кольцам 17. Разгон генератора аналогичен асинхронному пуску синхронного двигателя, т.е. от сети запитывается 3-фазная якорная обмотка, при этом обмотка воз;булдз,ения замкнута через торцевой контактный узел Иа сопротивление. При достижении скорости вращения, близкой к синхронной, генератор отключается от питающей сети, переводится в режим самовозбуждения и работает на импульсную нагрузку. Форсировка возбуждения перед включением на нагрузку и в процессе работы обеспечивается известными схемными решениями. Применение шихтованного пакета внешнего ротора, запрессованного в трубу, на которой закреплен ряд маховиков, трапецеидального квазиравнопрочного сечения позволяет снизить время форсировки, увеличить плотность запасаемой кинетической энергии, и в связи с этим снизить массу ротора. Конструкция внутреннего сборного статора позволяет снизить его массу. Осуществле-ние интенсивного охлаждения, обусловленного конструктивным исполнением генератора, потволяет использовать последний в режимах накопления энергии. Таким образом повьшаются энергетические характеристики ударного генератора, используемого в качестве импульсного источника питания . Формула изобретения 1. Ударный генератор, содержащи немагнитный статор с якорной обмот кой и внешний ротор: с обмотками возбуждения и демпферной обмоткой, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени форсировки возбуждения и увеличения плот ности запасаемой ротором кинети-; ческой энергии, генератор снабжен трубой, установленной на ободах со спицами, внутри которой жестко закреплен ротор, выполненный пшхтованным, а на трубе установлены маховые массы в виде ряда квазиравнопрочных маховиков трапецеидального сечения. 2. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что спицы обо дов выполнены в виде лопаток осевого вентилятора. 7)4 3. Генератор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности конструкции, интенсивного охлаждения якорной обмотки, статор выполнен из изоляционного сплошного остова, укрепленного на стальных хвостовиках, а по длине остова установлен ряд изоляционных колец с аксиальными отверстиями, на которых размещена якорная обмотка. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Сипайлов Г.А.fХорьков К,А. Генератор ударной мощности. М,, Энергия, 1979. 2.Глебов И.А., Кошарский Э.Г. Рутберг Ф.Г. Синхронные генераторы в электрофизических установках. Л., Наука, 1977. 3.Авторское свидетельство СССР № 748682, кл. Н 02 К 7/02, 1977.

%