Ударный униполярный генератор

Союз Советских Соцналнстическнх РеснублнкОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ он 801196(22) Заявлено 004.79 (21) 2748996/24-07 Н 02 К 3100 С ПРИСОЕДИНЕНИЕМ ЭаЯВКИ йо23) Приоритет Государственный комитет ССС Р по делам изобретений и открытий(54) УДАРНЫЙ УНИПОЛЯРНЫЙ ГЕНЕРАТОР 2 Изобретение относится к униполяр ным машинам и может быть использовано в униполярных генераторах постоянного тока.Известны ударные униполярные генераторы (УУГ) без ферромагнитопровода, используемые для получения одиночных импульсов .сильного тока в режиме внезапного замыкания якорной цепи на нагрузку 11.Наиболее близкими к предлагаемаь 3 у являются УУГ, у которых в нагрузку выводится энергия магнитного поля обмотки возбуждения. Такие УУГ предварительно самовозбуждаются при зашунтированной нагрузке, а затем энерния магнитного поля обмотки возбуждения выводится в нагрузку путем быстрого разрыва шунтирующей цепи. Обмотка возбуждения в этом случае используется как индуктивный накопитель энергии, который конструктивно совмещен с генератором с целью улучшения массогабаритных показателей системы питания в целом. Устройство работает по принципу УУГ дискового типа с обмоткой возбуждения, размещенной в кожухе в виде соленоида. Два егсз дисковых ротора расположены надостаточно большом расстоянии отпроводников обмотки возбуждения,ди-.аметр роторов составляет половинудиаметра соленоида. Отдаление роторов от проводников обмотки объясняется стремлением уменьшить потери электромагнитной энергии при выводе еев нагрузку. Часть этой энергии поглощается ротором вследствие возникновения в нем вихревых токов, наводимыхпри изменении потока возбуждения.Этоприводит к снижению пиковой электромагнитной мощности, развиваемой накопителем при выводе энергии. Отдаление роторов снижает указанные вихревые токи и улучшает характеристикинакопителя 12 . 20 Однако в рассматриваемой конструкции недостаточно используется полевозбуждения генератора, посколькупри его самовозбуждении значительнаячасть потока возбуждения проходит 25 мимо ротора. В результате мощностьгенератора в режиме самовозбужденияснижается, условия его самовозбуждения ухудшаются, что приводит к уменьшению уровня запасенной н выделяемой 30 в нагрузку энергии магнитного поляобмотки возбуждения - накопителя.Всеэто снижает эффективность УУГ каксовмещенной импульсной энергосистемы.Цель изобретения - повышение эффективности генератора.Указанная цель достигается тем,что обмотка возбуждения уУГ выполнена в виде двух согласно включенныхпо потоку катушек, установленныхс возможностью осевого перемещенияв кожухе, образующем вместе с боковыми плоскостями катушек заМкнутыйобъем, соединенный с газонапорнойсистемой, снаб:кенной устройствамисброса избыточного давления газа,атокопроводы выполнены с гибкими свяэями,15В предложенной конструкции катушки отдаляются от роторов в процессеразряда генератора и к моменту вывода энергии обмотки возбуждения находятся на расстоянии, при котором вли-,Щяние вихревых токов становится несущественным.На чертеже изображена схема ударного униполярного генератора.Генератор содержит два дисковыхротора 1, закрепленных в опорах 2.Съем тока с роторов производится припомощи токосъемных устройств 3 и 4.Обмотка возбуждения состоит из двухцилиндрических катушек 5, размещенных в цилиндрическом кожухе б, иэлектрически соединена тркоподводами7 с токосъемами и нагрузкой 8, зашунтированной коммутатором 9. Токоподводы содержат гибкие связи 10, например пружинного типа, допускающие перемещение катушек в осевом направлении.Боковые поверхности катушек и кожух образуют замкнутые объемы 11,сообщающйеся с газонапорной системой 49каналами 12,снабженными импульснымиклапанами 13, Объемы 11 разделеныамортизирующим устройством 14.Разряд генератора осуществляетсяследующим образом.454В объеме 11 через каналы 12 нагнетается газ до определенного избыточного давления, под действием которого катушки 5 занимают исходное положение, определяемое условием обеспечения наибольшей взаимоиндуктивнойсвязи с роторами, т.е, условием наиболее полного использования потокавозбуждения для получения генерируемой ЭДС. Затем роторы раскручиваютсяприводом до необходимой скорости холостого хода, и вращаются в противоположных направлениях, После этогоосуществляется самовозбуждение генератора в режиме динамического торможения роторов. При заданном макси- Ямальном токе з обмотке возбуждениядавление газа в объемах 11 импульсно при помощи клапанов 13 сбрасывается и катушки 5 под действием электромагнитных сиг. вэаим )действия их 5 токов перемещаются друг к другу до полного соприкосновения с амортизатором 14. Перемещению катушек способствуют и электродинамические силы взаимодействия тока в каждой катушке и вихревых токов в каждом роторе, наводимых в процессе самовозбуждения генератора. После перемещения катушек при помощи коммутатора 9 энергия магнитного поля обмотки возбуждения выводится в нагрузку 8, где ток затухает. На этом разряд заканчивается, после чего операции повторяются.Расстояние, на которое смешаются катушки в кожухе, выбирается таким, чтобы при выводе энергии магнитного поля обмотки возбуждения в нагрузку наводимые в роторах вихревые токи не оказывали заметного влияния на процесс преобразования энергии. Как показывают расчеты, положительный эффект имеет место уже при расстоянии между краями ротора и катушки порядка четверти среднего диаметра катушки.При использовании предлагаемого генератора повышается генерируемаяЭДС за счет более полного использования потока возбуждения путем приближения якоря к проводникам обмотки на этапе самовозбуждения. Это улучшает условие самовозбуждения генератора, позволяя выполнить катушки с большим числом витков при заданном максимальном токе разряда. Увеличение витков улучшает использованиекатушки, поскольку позволяет повыситьзапасенную энергию магнитного поляобмотки возбуждения,а следовательно,ивыделяемую в нагрузке энергию.Повышается надежность генератора, поскольку при выбранном числе витков катушек за счет улучшения использования потока возбуждения можно снизить критическую скорость вращения роторов, при которой машина самовозбуждается. Снижение скорости облегчаетработу токосъемов и повышает запасмеханической прочности ротора.Преимущества предложенной конструкции УУГ заключаются также в том, чтодля перемещения катушек используются электродинамические силы взаимодействия токонесущих элементов самого генератора, что существенно упрощает механизм смещения.Улучшаются и технико-экономические показатели генератора. При заданной энергии магнитного поля обмотки возбуждения уменьшается ее масса,сокращаются габариты и стоимость УУГ. Применение изобретения особенно перспективно в УУГ с малым или средним уровнем преобразуемых энергий, когда перемещаемые катушки имеют сравнительно небольшую массу, поддаю 1 щуюся быстрому перемещению при помону технически простых средств.801196 формула изобретения 1 О Составитель А. ТрепутневаРедактор Н. Кешеля Техред А. Ач Корректор Н. Стец Заказ 10452/75 Тираж 741 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ 1 13035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5филиая ПНП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Ударный уииполярный генератор,содержащий два дисковых ротора, размещенную в кожухе обмотку возбуждения индуктивный накопитель энергии с коммутирующей аппаратурой ее вывода и токоподводами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности генератора, обмотка возбуждения выполнена из двух согласно включенных по потоку катушек, установленных с воэможностью осевого перемещения в кожухе, образующем вместе с боковыми плоскостями катушек замкнутыЯ объем, соединенный сгазонапорной системой, снабженнойустройствами сброса избыточного давления газа, а токоподводы выполненыс гибкими связями. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Вертинов А.И. и др. Униполярные электрические машины, М,-Л.,