Ударный униполярный генератор

ТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ ОПИСАНИЕ ИЗО .К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(56) 1. Экспресс-информация. Сер. "Электрические машины и аппараты", 1977, У 7.2, Авторское свидетельство СССР У, 847453, кл. Н 02 К 31(00, 1981. (54) (57) УДАРНЫЙ УНИПОЛЯРНЫЙ ГЕНЕ РАТОР, содержащий цилиндрический якорь из непроводящего материала,. якорный проводник, токосъемные кольца, расположенные в торцовых зонах, якоря, обмотку возбуждения - индуктивный,накопитель энергии, выполненную в виде двух одинаковых встреч но включенных, удаленных друг от друга и соосно расположенных катушек с двумя парами выводов, одна из которых соединена с токосъемными.кольцами якоря, о т л и ч а ющ и й с я тем, что,.с целью снижения массы и упрощения конструкции и обслуживания генератора, якорь выполнен полым, катушки обмотки возбуждения размещенына якоре в его полости между токосъемными коль. цами, а вторая пара выводов катушек соединена с проводником якоряИзобретение относится к униполяр- ным машинам и может быть использовано в униполярных машинах постоянного тока.Известны ударные униполярные генераторы (УУГ) без ферромагнитопровода используемые для получения одиночных импульсов тока в режиме внезапного замыкания якорной цепи на нагрузку, Одним из вариантов разряда УУГ является предварительное самовозбуждение генератора и последующий перевод тока,из обмотки само- возбуждения в нагрузку при помощи коммутирующей аппаратуры. В этом случае обмотка возбуядення используется в качестве индуктивного накопителя энергии, совмещенного с зарядным устройством, что улучшает технико-экономические показатели энергосистемы в .целом "1.Известна конструкция цилиндрического УУГ, совмещенного с индуктивным накопителем, выполненным в виде двух одинаковых, встречно включенных, удаленных друг от друга на определенное расстояние и соосно .расположенных на фундаменте цилиндрических многовитковых катушек, соединенных электрически последовательно, Для уменьшения потерь энергии при ее выводе из индуктивного накопителя якорный цилиндр выполнен из непроводящего материала, а ток протекает по закрепленным на якоре проводникам, контактирующим с неподвижным электродом токосъема через скользящий контакт. Бочка якоря насажена на вал, концы которого проходят через центральные отверстия катушек обмотки возбуждения 2. Однако известные конструкции УУГ , характеризуются тем, что операции сборки-разборки машины затруднены, поскольку, например, для ревизии токосъемов, элементов якоря, обмотки необходимо отодвигать катушки обмотки возбуждения и разбирать подшипниковые узлы, что усложняет обслуживание крупной машины, на фундамент через катушки передаются силы электродинамическаго взаимодействия катушек, что требует дополнительных силовых конструктивных элементов, усложняющих конструкцию машины, а также удельная энергия машины (отношение запасенной кинетической энергии машины к ееЗ 0 На чертеже схематически представлен предлагаемый генератор.Генератор содержит обмотку возбуждения в виде двух катушек 1,закрепленных на якоре 2, выполненном из стеклопластика, На торцахякоря расположены токосъемные кольца 3, контактирующие со щетками 4.Катушки соединены проводником 5между собой, а проводниками 6 - стокосъемными кольцами. Проводники5 и 6 выполнены в виде одиночныхшин. Бочка якоря закреплена на валу 7, зафиксированном в опорах 8.Хокосъемы соединены с нагрузкой 9,зашунтированной коммутатором 10 длявывода энергии магнитнОго поля обмотки в нагрузку. Замыкатель 11подсоединяет нагрузку к якорю,Якорь 2 разгоняется приводом донеобходимой скорости. При этом коммутатор 10 замкнут, а замыкатель11 разомкнут. Затем замыкатель 11замыкается, и осуществляется режимсамовозбуждения генератора в режиме 55динамического торможения якоря призашунтированной накоротко нагрузке 9. При вращении якоря в проводнике 5 и проводниках 6 наводитсяЭДС, а в цепи нагрузки появляется 5 10 15 20 25 массе, Дж/кг) снижается, так как существенная часть массы машины относится к невращающимся элементам (катушки, соединительные проводники, элементы крепления катушек), что увеличивает ее общую массу.Цель изобретения - снижение массы, упрощение конструкции и обслуживания генератора.Указанная цель достигается тем, что в униполярном ударном гене" раторе, содержащем цилиндрический якорь из непроводящего материала, якорный проводник, токосъемные кольца, расположенные в торцовых зонах якоря, обмотку возбуждения - индуктивный накопитель энергии, выполненную в виде двух одинаковых встречно включенных, удаленных друг от друга и соосно расположенных катушек с двумя парами выводов, одна из которых соединена с токосъемными кольцами якоря, последний выполнен полым, катушки обмотки возбуж" дения размещены на якоре в его полости между токосъемными кольцами, а вторая пара выводов катушек соединена с проводником якоря.1108577 Составитель А. ТрепутневаРедактор С, Лисина Техред А, Ач Корректор В. Синицкая Заказ 5881/41 Тираж 667 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ток, поскольку указанные проводни- . ки перемещаются в неподвижном магнитном поле обмотки возбуждения. Суммарная ЭДС генератора равна раз.ности между ЭДС проводников 5 и 6, так как эти ЭДС разного знака. При .максимальном токе возбуждения коммутатор 10 размыкается и ток переводится в нагрузку 9, после чего затухает до нуля. Затем цикл повторяетсяПреимуществами предлагаемого технического решения явЛяется то, что масса размещенных на якоре катушек полезно используется для накопления необходимой кинетической энер" гии. Таким образом, по сравнению с,известными УУГ аналогичного типа с неподвижными катушками, общая масса машины снижается как минимум на массу катушек или даже более (если якорь выполнен из стеклопластика), что в крупных машинах дает существенный эффект, Кроме того, упрощается конструктивное оформление машины,поскольку она преобразована к одно"му узлу - вращающемуся в опорах цилиндрическому ротору. Устранены си ловые элементы крепления катушек нафундаменте и электродинамическиесилы взаимодействия катушек на не-го не передаются. Помимо этого,свободный доступ к основным элемен 1 в там конструкции (токосъемам и опорам) существенно упрощает обслуживание машины: осмотр и ревизию ответственных элементов конструкции,монтажные и наладочные работы. Указанные преимущества позволяютулучшить технико-экономические показатели машины (удельные показатели, эксплуатационные затраты) иповышают эффективность применения З) рассматриваемого УУГ.Изобретение представляет нзибольший интерес для случаев ограничения массы и габаритов системы питания