Устройство для импульсного питания нагрузки Советский патент 1982 года по МПК H02K25/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ

I

Изобретение относится к электромашинным источникам импульсного питания, генерирующим одиночные и повторяющиеся импульсы, применяемые, например, для создания ,сильных магнитных полей, для нагрева газа импульсными токами и в других системах импульсного питания при электрофизических исследованиях.

При импульсном питании нагрузки электромашинные ударные генераторы нашли широкое распространение,

Известен электромашинный, генератор, содержащий две взаимно пер-, пендикулярные обмотки на статоре с коммутирующими аппаратами, фазосдвигающее устройство в цепи дополнительной обмотки статора и обмотку возбуждения на роторе 13Известен электромашинный, генератор импульсов, содержащий рабочую и дополнительную обмотки на статоре, замыкающиеся на нагрузку с помощью коммутирующих аппаратов, и

обмотки возбуждения и демпферные обмотки на роторе, в одну из демпфер- , ных обмоток включен коммутирующий аппарат 21.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для импульсного питания нагрузки, содержащее ударный генератор, две фазы которого включаются последовательно на нагрузку через коммутирующие аппараты, а третья фаза замыкается с помощью коммутирующего аппарата на нагрузку через 90 эл.град, после подключения нагрузки. Для дополнительного увеличения ударной мощности ротор генератора снабжен несимметричной демпферной обмоткой. На роторе генератора кроме демпферной обмотки расположена обмотка возбуждения, питаемая от источника постоянного тока З.

Однако дальнейшее увеличение ударной мощности известного устройства для импульсного питания нагрузки ограничивается предельной линейной скоростью вращения ротора, определяемой из условий механической прочности зубцов ротора и обмотки возбуждения. Кроме того, для питания обмотки возбуждения требуется относительно мощный источник постоянного тока, а при работе генератора в режиме холостого хода имеют место значительные потери в стали статора и в обмотке возбуждения,что также ограничивает ударную мощность источника. Таким образом, с помощью известного устройства для импульсного питания нагрузки нельзя достичь значительного увеличения ударной мощности.

Цель изобретения - увеличение ударной мощности устройства для импульсного питания .нагрузки.

Поставленная цель достигается тем что последовательно с одной из фаз генератора.через управляемый вентиль включена конденсаторная батарея , соединенная с нагрузкой через другой управляемый вентиль , а каждый из управляемых вентилей и конденсаторная батарея шунтированы попарно неуправляемыми вентилями.

На фиг. 1 представленаприйнципиальная схемаустройства для импульсного питания нагрузки; на фиг. 2 - временные диаграммы токов генератора 1д, ig, i) и напряжения конденсаторной батареи (Uc)

Устройство содержит статор генератора 1, ротор 2с демпферной обмоткой 3, конденсаторную батарею k, управляемые вентили , неуправляемые вентили 7 и 8.Нагрузка 9 соединена с коммутаторами tO и 11.

В исходном состоянии ротор генератора вращается с номинальной скоросп ю, конденсаторная батарея заряжена до напряжения . Контакты коммутирующего аппарата 1.0 замкнуты, а контакты аппарата 11 разомкнуты, управляемые вентили 5 и 6 закрыты.

В момент времени txj когда ось симметрии демпферной обмотки ротора d совпадает с осью эквивалентной . обмотки, образованной последовательно, соединенными фазами А и В , по даются сигналы управления на вентили 5 и 6. Конденсаторная батарея 4 разряжается через последовательно соединенные нагрузку 9, коммутирующий

аппарат 10, фазы А и В генератора. Ток разряда конденсаторной батареи, протекая по последовательно соединенным фазам генератора Аи В, создает номинальную скорость, неподвижную в простр анстве и изменяющуюся по величине в соответствии с изменением тока . М нитный поток, создаваемый, н.с.. фаз А и В, наводит в демпферной обмотке ротора 3 ЭДС вращения и трансформаторную ЭДС, под действием которых в ней возникает ток. Магнитный поток, создаваемый током в демпферной обмотке 3, наводит в обмотках статора ЭДС. Таким образом осуществляется возбуждение генератора.

В момент времени t(, когда напряжение на контактах коммутирующего аппарата 11 проходит через нуль, происходит его замыкание. Этот момент времени практически соответствует переходу через нуль ЭДС эквивалентной обмотки, состоящей из последовательно соединенных фаз С и В, поэтому возникающий в нагрузке ток будет иметь максимально возможную апериодическую составляющую и, следовательно, максимальную амплитуДУ.

В момент времени t, когда напряжение на конденсаторной батарее U становится равным нулю, вентили 5 .и 6 закрываются, а вентили 7 и 8 открываются. Это обеспечивает однополярный режим работы конденсаторной батареи.

Начиная с момента времени tq, все фазы гёнератора включены на нагрузку, при принятом порядке чередования фаз происходит коммутация тока из фазы А в фазу С. Ток 1д уменьшается, а в момент его перехода через нуль вентили 7 и 8 закрываются и, таким образом, происходит отключение фазы А.

К моменту времени t. конденсаторная батарея k заряжается до напряжения

При дальнейшем вращении ротора происходит нарастание тока нагрузки 9 ig. В момент времени t при переходе ig,i(; через нуль, происходит размыкание контактов коммутирующего аппарата П. Таким образом, схема приходит в исходное состояние.

Для генерирования повторяющихся импульсов тока необходимо во время

паузы между импульсами осуществить подзаряд конденсаторной батареи k до напряжения дополнительного источника.

При генерировании последующего импульса все процессы в схеме повторяются.

Предлагаемое устройство позволяе получать в нагрузке мощные импульсы тока. Ударная мощность в нагрузке, определяемая амплитудой тока для предлагаемого устройства будет в 1,5-1,8 раза бодьше/ чем для известных. Это возрастание ударной моности происходит за счет увеличений предельной линейной скорости вращения ротора вследствие отсутствия на роторе обмотки возбуждения и использования импульсного возбуждения генератора от конденсаторной батаре подключаемой к обмоткам статора.

Использование предлагаемого устройства для импульсного питания нагрузки приводит к увеличению предельно-достигаемой ударной мощности электромашинных импульсных генераторов.

Формула изобретения

Устройство для импульсного питания нагрузки, содержащее ударный

генератор, фазы которого включены последовательно на нагрузку через коммутирующие аппараты, а ротор снабжен несимметричной демпферной обмоткой, отличающееся

тем, что, с целью увеличения ударной мощности, последовательно с одной из фаз генератора через управляемый вентиль включена конденсаторная батарея, соединенная с нагрузкой через другой управляемый вентиль, а каждый из управляемых вентилей и конденсаторная батарея шунтированы попарно неуправляемыми вентилями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

-11 -f С5