Способ зарядки конденсаторной батареи от ударного генератора Советский патент 1982 года по МПК H02M9/04 

Изобретение относится к способам зарядки конденсаторных батарей, основанньом на применении в качестве источников энергии электромашинных импульсных генераторов и может быть использовано при физических исследованиях, а также в других областях импульсной электроэнергетики.

Известны способы зарядки конденсаторных батарей, предназначенных для получения импульсов тока, основанные, на использовании электромашинных источников энергии с применением повышающего трансформатора и полупроводниковых элементов 1 ,

Известны также способы зарядки низковольтной батареи от источников переменного тока с использованием выпрямительных полупроводниковых элементов и- повышения напряжения разрядного импульса с помощью высоковольтного трансформатора 2.

Недостатком известных способов является сложность их реализации.

Наиболее близким к предлагаемому является способ зарядки конденсаторной батареи, основанный на использовании электромашинного источника энергии с применением повышающего трансформатора и блока выпрямления для преобразования переменного тока низкого напряжения в постоянный ток высокого напряжения СЗ.

Недостатком указанного способа является наличие ьысоковольтного трансформатора и выпрямительного блока, что приводит к снижению технико-экономических и увеличению массо-габаритных показателей.

10

Цель изобретения - повышение технико-экономических и уменьшение массо-габаритных показателей.

Поставленная цель достигается

15 тем, что зарядку конденсаторной батареи осуществляют путем подключения основной статорной обмотки генератора в моменты нулевых значений ЭДС и размыкания в .моменты нулевых зна20чений тока, подключения конденсаторной батареи к дополнительной обмотке статора, перпендикулярной основной, в моменты нулевых значений -тока в ней на время перезарядки конденса25торной батареи, отключения обмотки возбуждения от источника питания в моменты перехода тока возбуждения :через нуль и подключения ее в мо;менты достижения максимального зна30чения потокосцепления обмотки возбуждения от реакции основной и дополнительной обмоток статора.

На фиг,1 представлена принципиальная схема предлагаемого способа; на фиг,2 - диаграммы токов i,±2, 13,14 напряжения на конденсаторной батареи Ug и потока возбуждения Фд.

Принципиальная схема электромашинного источника импульсов содержи основную обмотку статора 1, дополнительную обмотку статора 2, расположенную под углом 90° эл. к основной обмотке, обмотку 3 возбуждения на роторе и сдвинутую на 90°эл. короткоэамкнутую роторную обмотку 4, а также коммутирующие аппараты 5и конденсаторную батарею 8.

В исходном состоянии коммутирующие аппараты 5 и б разомкнуты, а 7 - замкнут. Ротор генератора приводят во вращение с постоянной скоростью. В момент перехода ЭДС ооновной обмотки статора 1 через нуль, в положительном направлении (Т- Го) f замыкают коммутирующий аппарат 5. Ток в основной обмотке статора 1 начинает возрастать, стремяс сохранить захваченный магнитный поток. Конденсаторная батарея заряжается . При вращении ротора от О до 90эд. реакция основной обмотки статора 1 оказывает подмагничивающе действие, вследствие чего ток возбуждения на этом индервале в первы момент уменьшается и при достижении нуля (у у) коммутирующим аппаратом 7 размыкают цепь обмотки 3 возбуждения и поток, создаваемый обмоткой статора, свободно входит в контур обмотки 3 возбуждения. При переходе тока 1, через нуль в положительном. направлении, коммутирующий аппарат 7 замыкают, захватывая тем самым поток реакции обмотки статора (f

За время прохождения положительной полуволны тока 1 напряжение на конденсаторной батарее Ug достигает максимального положительного значения , в этот момент (i 0) коммутирующийаппарат 5 размыкают, а коммутирующим аппаратом б подключают вспомогательную обмотку статора 2 на конденсаторную батарею 8, и ток, протекающий в контуре дополнительной обмотки, определяется параметрами цепи разряда конденсаторной батареи. Напряжение на последней меняется в процессе перезарядки на противоположное.

После подключения конденсаторной батареи на дополнительную обмотку статора 2, аналогично предыдущему случаю, при достижении тока возбуждения ij нуля, коммутирующий аппара 7 размыкают (-у-Т и поток дополнительной обмотки статора 2 входит в контур обмотки 3 возбуждения и при переходе 1з через нуль в положительном направлении замыкают коммутирующий аппарат 7 (y-fy) , захватывая тем самым новую порцию магнитного потока.

При достижении нуля тока дополнительной обмотки статора 2, конден-, саторная батарея перезаряжается до максимального отрицательного напряжения () г коммутирующий аппарат 6 размыкают и система возвращается

0 в исходное состояние с возросшим значением потока возбуждения Ф и отрицательно заряженной конденсаторной батареей. При каждом последующем цикле работы системы, при замыкании коммутирующего аппарата 5, емкостная батарея 8 оказывается включенной противоположно направлению ЭДС основной обмотки статора 1 (,) . В результате переходного

процесса перезарядки конденсаторной

батареи происходит ее перезарядка цо более высокого напряжения.

Количество циклов и величина запасаемой энергии в конденсаторной батарее определяется количеством кинетической энергии запасенной в маховых массах ротора и параметрами генератора и емкостной батареи.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет заряжать конденсаторную батарею, используя ударный генератор, . Эффективность его повышается, по сравнению с известным,так как в схеме отсутствует высоковольтный трансформатор, что приводит к уменьшению установленной мощности элементов, снижению себестоимости установки и повышению КПД преобразования энергии.

Формула изобретения

Способ зарядки конденсаторной батареи от ударного генератора с основной и дополнительной обмотками и обмоткой возбуждения путем подг ключения основной статорной обмотки в моменты нулевых значений ЭДС и отключения в моменты нулевого значения тока, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия, осуществляют перезарядку конденсаторной батареи путем подключения ее к дополнительной обмотке после отключения от основной обмотки в момент дос|тижения нулевого значения тока в 5 |основной обмотке, отключения обмотки возбуждения при нулевом значении тока в ней,отключения дополнительной обмотки при нулевом значении тока в ней и подключения обмотки 0 возбуждения при максимальном значении ЭДС в этой обмотке, после чего указанную последовательность действий повторяют, начиная с подключения конденсаторной батареи 5 ,к основной обмотке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Акцептованная заявка Японии № 50-13457, кл, Н 02 М 9/06, 1975.

2.Акцептованная заявка Японии . 50-13455, кл. Н 02 М 9/06, 1975.

3.Патент Франции 1602360, кл. Н 02 М, 1970.