Высоковольтный электромашинный импульсный генератор Советский патент 1983 года по МПК H02K25/00 

Изобретение относится к электротехника, а именно к синхронным импульсным генераторам высокого напряжения, используемым для питания авто номных лазерных установок. Известны системы накачки лазера, в которых промежуточным накопителем является индуктивность 1. . При этом, чем выше начальная ЭДС, тем круче нарастает зарядный ток, тем короче время зарядки и тем меньше отношение энергии, рассеянной со-, противлением, к энергии, заключенной в индуктивности. Поэтому при зарядке индуктивных накопителей электромашин ными агрегатами необходимо применение повышающих трансформаторов, что приводит к увеличению общей массы установки. .. . Известны и нашли наибольшее приме нение в лазерных установках емкостные накопители. В системе заряда от элект ромашинного генератора переменного тока наилучшими энергетическими пока аателями обладгиот синхронный генератор, работающий через трехфазный дву пол/периодный выпрямитель {2J . Для заряда емкости до высоких напряжений, с целью обеспечения высоки энергий при сравнительно малых значениях емкости, требуется применение повышакяцих трансформаторов. Известны также статические системы высоковольтных генераторов обязательным элементом в которьрс является повышающий трансформатор, что ограничивает применение статических систем в автономных установках на большие: энергии. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электромашинный источник импульсов, содержа1ций дополнительную обмотку на статоре, к цепи которой включено фазосдвигающее устройство, а в цепь демпферной обмотки, ротора по поперечной оси - коммутирующий аппарат 4. Недостатком известного источника является сложность коммутации в роторном контуре, а также ограничение импульса напряжения на рабочей обмотке, который определяетбя отношением Операторных сопротивлений по попереч;ной и продольной осям элёктромашинного источника. Использование тради|Ционной конструкции генератора с ферромагнитным статором и ротором исклю|чает применение электромгшгинных источников импульсов в автономных установках на высокие -напряжения без тра сформаторных повышающих преобразователей, Целью изобретения является снижение весогабаритных показателей и повышение КПД, генератора. Указанная цель достигается тем, ViTO в электромашинном импульсном ген раторе, содержащем статор с основной обмоткой, соединенной с коммутирующим аппаратом, имеющем клеммы для. подключения к нагрузке, дополнительной обмоткой, смещенной на 90 эл. град, относительно основной обмотки/ и ротор с обмоткой возбуждения и короткозамкнутой демпферной обмоткой по продольной оси, статор снабжен двумя резонансными контурами с коммутаторами, каждый из которых трансформаторно связан с основной и допол нительной обмотками, коммутирующий аппарат выполнен в виде мостового двухполупериодного выпрямителя, а до полнительная обмотка подключена к . той же диагонали указанного выпрямителя, что и основная обмотка статора На чертеже представлена принципиальная схема высоковольтного электромашинного импульсного генератора. Генератор содержит статор, на котором размещены основная 1 и дополнительная 2 обмотки, смещенные на 90 эл град., в цепи которых включены соответственно низковольтные резонансные контуры с обмотками 3 и 4, замыкаемые коммутирующими аппаратами 5 и 6, и внешний ротор, на котором размещены обмотка возбуждения 7 и демпферная обмотка 8 по продольной оси. Устройство работает следующим образом. В начальном положении генератор работает на холостом ходу. В момент максимума потокосцепления обмоток 1 и 3 замыкается коммутирующий аппарат 5, а основная обмотка 1 подключается к нагрузке. В резонансном контуре протекает ток, достигающий своего максимального значения в момент времени . При этом, за счет трансформаторной связи ЭДС основ ной обмотки воЗрастает. В результате замыкания обмотки 3 на емкость происходит импульсная форсировка основного магнитного потока, что приводит к возрастанию ЭДС обмоток.2 и 4. В момент времени, когда ЭДС обмоток 2 и 4 проходит через нуль, замыкается коммутирую щий аппарат 6, и обмотка 2 подключает ся к нагрузка. При этом, за счет трай сформаторной связи низковольтного резонансного контура с обмоткой 4 и высоковольтной обмотки 2 ЭДС в обмотке 2 резко возрастает, в результате чего повышается КПД процесса заряда накопителя. При последовательном замыкании низковольтных резонансных контуров происходит импульсная форсировкаосновного магнитного потока, а также за счет трансформаторной связи резонансных контуров с вспомагательной обмоткой ЭДС последней значительно возрастает. При использовании высоковольтного импульсного генератора для (Питания нагрузки не требуется высоковольтный трансформатор, что позволяет использовать генератор в автономных установках на большие энергии. Формула изобретения Высоковольтный электрЪмашинный импульсный генератор, содержащий статор с основной обмоткой, соединенной с коммутирующим аппаратом, имеющим клеммы для подключения к нагрузке, дополнительной обмоткой, смещенной на 90 эл. град, относительно основной обмотки, и ротор с обмоткой возбуждения и короткозамкнутой демпферной обмоткой по продольной -оси, с тличающ. ийся тем, что, с целью снижения весогабаритных показателей и повышения КПД, статор снабжен двумя резонансными контурами с коммутаторами, каждый из которых трансформаторно связан с основной и дополнительной обмотками, коммутирующий аппарат выполнен в виде мостового двух.полупериодного выпрямителя, а дополнительная обмотка подключена к той же диагонали указанного выпрямителя, что и основная обмотка статора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Ананьев Ю.А. и др. Питание импульсных газоразрядных ламп от индуктивных накопителей энергии. ЖТФ,1971, т. ХУ1, вып. 2, с. 376-360. 2. Бережков А.И. и др. Энергетика процесса заряда конденсатора от генератора переменного тока через выпрямитель. Электричество , 1976, № 8. 3.Патент США 4.011,463,. 307-110, 1977. 4,Авторское свидетельство СССР 439883, кл. Н 02 К 19/36, 1972.