Ударный генератор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯОВСКОМ С 1 ИДТЛеСВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 900371(51)М. Кл. Н 02 К 7/02 Гапурерстееиный комитет СССР по делен изабретений и открытий(72) Авторы изобретения Г.А.Сипайлов, В.И,Попов, К.А.Хорьков и А.Г.Бан Томский ордена Октябрьской Революции и с 1 ЯГена ТрудовогоКрасного Знамени политехнический институт им, СЖИиравд(54) УДАРНЫЙ ГЕНЕРАТОР Изобретение относится к импульсной технике, а именно к генераторам ударной мощности, и может быть использовано для питания электро- физических установок, таких, как лазерные электромагниты ускорителей заряженных частиц в установках для термоядерных исследований.В,ударных генераторах для получения больших значений импульсной мощности при замыкании на нагрузку снижают величину сверхпереходного индуктивного сопротивления, С этой целью применяют ряд мер, таких, как экранирование лобовых частей якорной обмотки, выбор соответствующей пазовой геометрии, использование мощной демпферной системы на роторе, применение пазовых демпферов в якоре, использование беспазового сердечника якоря 11,Однако такие ударные генераторы имеют значительное индуктивное сопротивление рассеяния якорной обмотки. Наличие магнитопроводящего сердечника статора приводит кзначительным потерям мощности прифорсировках возбуждения. Потери,выделяющиеся в стали сердечников 3статоратявляются серьезным препятствием, ограничивающим возможностиглубоких форсировок возбужденияс целью получения больших индукций в области якорной обмотки, Эти 1 Опотери при недостаточных маховыхмассах на роторе приводят к существенному торможению ротора генератора.15Для увеличения запаса кинетической энергии валы роторов ударныхгенераторов снабжаются маховиками 12 )Однако это приводит к увеличению габаритов и общей массы установкиНаиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяударный генератор с внешним рото900371 ром, в котором якорь выполнен безкелезным, а ротор - полым, в формемаховика равной прочности 1 3 1.Однако известный ударный генератор имеет цельникованый ротор, 5что приводит к увеличению временифорсирования возбуждения, а такжеимеет сложный геометрический проФиль, что затрудняет изготовлениеи установку ротора в стояковых подиипниках скольжения. Конструкцияякоря не позволяет осуществлятьинтенсивное воздушное охлаждениеякорной обмотки при работе генератора в режиме накопления энергии. 5Цель изобретения - повышение плотности кинетической энергии, запасаемой ротором, интенсификация охлаждения якорной обмотки в режиме нако"плепия энергии, сокращение времени 20Форсировки возбуждения, повышениетехнологичности конструкции ударногогенератора.Указанная цель достигается тем,что генератор снабжен трубой, установленной на ободах со спицами,внутри которой жестко закреплен ротор, выполненный шихтованным, а натрубе установлены маховые массы ввиде квазиравнопрочных маховиков ЗОтрапецеидального сечения. Спицы ободов выполнены в виде лопаток осевого вентилятора.Статор выполнен из изоляционного сплошного остова, укрепленного на стальных хвостовиках, а по длине остова установлен ряд изоляционных колец с аксиальными отверстиями, на которых размещена якорная обмотка.На Фиг. 1 представлен ударный генератор, разрез; на фиг. 2 - статорное кольцо, на Фиг. 3 - хвостовик," на фиг. 4 - обод.Ударный генератор содержит остов 1 и кольца 2, выполненные из прочного изоляционного материала, на которые уложена якорная обмотка 3. Обмотка якоря выполнена трехфазной и закреплена стеклобандажом с последующей пропиткой, Остов 1 напрессован на хвостовики 4, которые зафиксированы в стояковых опорах 5. Выводы обмотки статора выполнены через центральное отверстие в хвостовике. Лобовые части якорной обмотки экранированы бандажными кольцами 6. Шихтованный внешний магнитопроводящий ротор 7 запрессован в трубу 8. На 4трубе приварены направляющие 9, на которых закреплены маховики 10, выполненные из цельного высокопрочного проводящего (например, дюралюминия) или непроводящего материала, Обмотка 11 возбуждения удерживается в пазах медными клиньями 12. Лобовые части обмотки возбуждения зафиксированы немагнитными бандажами 13 и 14.Ротор установлен на ободах 15, у которых спицы имеют профиль лопаток осевого вентилятора с постоянным углом атаки по высоте, обеспечивающим забор воздуха и прокачку его через воздушный .зазор и осевые отверстия в статорных кольцах 2 (схема движения воздуха на Фиг. 1 указана стрелками). Ротор вместе с ободом установлен на радиально-упорных подшипниках 16 качения. Выводы об; мотки возбуждения подключены к торцевым контактным кольцам 17.Разгон генератора аналогичен асинхронному пуску синхронного двигателя, т.е. от сети запитывается 3-фазная якорная обмотка, при этом обмотка возбуждения замкнута через торцевой контактный узел Ма сопротивление, При достижении скорости вращения, близкой к синхронной, генератор отключается от питающей сети, переводится в режим самовозбуждения и работает на импульсную нагрузку. Форсировка возбуждения перед включением на нагрузку и в процессе работы обеспечивается известными схемньщи решениями. Применение шихтованного пакета внешнего ротора, запрессованного в трубу, на которой закреплен ряд маховиков, трапецеидального квазирав- нопрочного сечения позволяет снизить время Форсировки, увеличить плотность запасаемой кинетической энергии, и в связи с этим снизить массу ротора. Конструкция внутреннего сборного статора позволяет снизить его массу,Осуществление интенсивного охлаждения, обусловленного конструктивным исполнением генератора, позволяет использовать последний в режимах накопления энергии. Таким образом повышаются энергетические характеристики ударного генератора, используемого в качестве импульсного источника питания.900371 Ударный генератор, содержащий немагнитный статор с якорной обмоткой и внешний ротор: с обмотками 5 возбуждения и демпферной обмоткой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения времени форсировки возбуждения и увеличения плотности запасаемой ротором кинети-; 16 ческой энергии, генератор снабжен трубой, установленной на ободах со спицами, внутри которой жестко закреплен ротор, выполненный шихтованным, а на трубе установлены маховыв массы в виде ряда квазиравнопрочных маховиков трапецеидального сечения.2. Генератор по п. 1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что спицы обо дов выполнены в виде лопаток осевого вентилятора. 43. Генератор по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения технологичностиконструкции, интенсивного охлаждения якорной обмотки, статор выполнен из изоляционного сплошногоостова, укрепленного на стальныххвостовиках, а по длине остова установлен ряд изоляционных колец с аксиальными отверстиями, на которыхразмещена якорная обмотка.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Сипайлов Г.А.1 Хорьков К.А.Генератор ударной мощности. М.,"Энергия", 1979.2. Глебов И.А Кошарский Э.Г.Рутберг Ф.Г. Синхронные генераторыв электрофнзических установках.Л., "Наука", 1977.3. Авторское свидетельство СССР9 748682, кл. Н 02 К 7/02, 1977.