Электромашинный импульсный генератор

(23) приоритет Н 02 К 25/ОО ЭВЮВараааавй вакытет СССР аа делаее взобретеыый н втарытый(72) Автор изобретения П.В. Васюкевич 3,Революция.т 1 Иосковский ордена Ленина и ордена Октябрьской авиационный институт им. Серго Орджоникидзе .(54) ЗЛЕКТРОИАШИННЫЙ ИИПУЛЬСНЫЙ ГЕНЕРАТОР Изобретение относится к электрическим машинам пульсирующего однонаправленного тока и может быть использовано для создания сильных магнитных полей, запитки ламп и других импульсных систем.Известен электро,ашинный импульсный генератор, в котором обмотка возбуждения размещена на статоре соосно с якорной обмоткой, а роторная обмотка снабжена коммутатором, замыкающим ее накоротко в момент максимального потокосцепления всех. трех обмоток.Намагничивающая сила обмотки возбуждения передается роторной обмотке, а в статорной обмотке, подключенной к нагрузке, наводится импульс электродвижущей силы. Часть механической энергии ротора преобра" зуется в электрическую энергию 1,Недостатком такого генератора является низкая эффективность преобра" зования энергии для случая, когда постоянная времени разрядного контура, образованного сопротивлениемнагрузки и якорной обмоткой, соизмеримо или больше времени по"ворота ротора на 180 эл. град.времени поворота ротора на 180 эл, град.В этом случае часть преобразованнойэнергии возвратится в ротор в видемеханической энергии.Наиболее близким к предлагаемомуявляется электромашинный импульсныйгенератор, содержащий статор с расположенными на нем магнитосвяэаннымиобмотками возбуждения, соединенныйс источником постоянного напряжения, якорной, соединенной с нагрузкой, и экранирующей, замыкаемойс помощью коммутатора накоротко, иротор, на котором расположена обмотка, 20замыкаемая с помощью коммутатора накоротко.После поворота на 180.эл.град.от момента замыкания его обмоткинакоротко экранирующая обмотка за90 мыкается накоротко и удерживает всжатом состоянии деформированное роторной обмоткой магнитное поле.Эффективность преобразования энергиипо сравнению с вышеописанным генератором повышается, так как роторускоряется лишь частью магнитного поля, величина которого зависит откоэффициента связи обмоток 1 21.Недостатком известного генерато"ра является низкая эффективностьпреобразования энергии вследствиетого, что часть магнитного потокане захватывается экранирующей обмоткой, расположенной на полюсах статора. Увеличению коэффициента связиобмоток препятствует ограниченностьпространства под полюсами машины.Цель изобретения - повышение эффективности преобразования энергии,Поставленная цель достигаетсятем, что в электромашинном импульсном генераторе, содержащем статор срасположенными на нем однофазнымимагнитосввзанными якорной и экранирующей обмотками, причем якорнаяобмотка, расположена на полюсах статорного магнитопровода, и ротор собмоткой, замыкаемой накоротко коммутатором, экранирующая обмоткаразмещена в межполюсном пространстве статора, ее, витки уложены в радиальных плоскостях генератора, астатор машины снабжен экранами изэлектропроводного материала, например меди, размещенными на внутренних цилиндрических поверхностях магнитопровода и на торцах полюсов.На фиг.1 изображен генератор,поперечный разрез, на фиг.2 - разрезА-А на фиг.1,на фиг.3 - принципиальная электрическая схема генератора, на фиг.4 - временная диаграмма токов в обмотках и нагрузке.Ярмо 1 и полюсы 2 статора выполнены из листовой электротехнической стали. На полюсах 2 размещена якорная обмотка (ЯО) 3 генератора. Сердечник ротора 4, набранный из листовой электротехнической стали, закреплен на валу 5. Однофазная роторная обмотка (РО) 6 снабжена средством коммутации ее накоротко (не показано). Экранирующая обмотка (ЭО) 7 размещена в межполюсном простран, стве и ориентирована таким образом, что ее витки лежат в радиальных плоскостях генератора. Закреплена обмотка на статоре, Экран 8 на торцах по 4133 4 люсов и экран 9 на внутренних поверхностях магнитопровода статора (ярме1) выполнены из электропроводногоматериала, например меди. Генератор работает следующим,образом,В исходном положении все ключи,разомкнуты. Ротор раскручивают дономинальных оборотов и замыкают 1 в ключ К, Дроссель 1. д служит дляпредохранения источника питания Оцот перенапряжений. После окончанияпереходного процесса ток в генераторе будет протекать только по якор ной обмотке 3, так как величинанапряжения на источнике питания значительно меньше пробойного напряжения для нагрузки РН, в качестве которой используют, например, импульс ную лампу. В тот момент, когда потокосцепление якорной и роторной об"моток максимально, замыкают ключ К.При смещении ротора от этого положения, благодаря закону сохранениямагнитного потока в якорной и роторной обмотках, наводятся токи, пытающиеся сохранить первоначальноепотокосцепление неизменным. При повороте ротора на 180 эл.град., что З для биполярной машины эквивалентноповороту ротора на 180 , в этих обомотках возникнут максимальные по гвеличине токи (фиг.4), Создаваемыеэтими токами магнитные поля в генераторе в этот момент будут направлены встречно (фиг. 1), Весь магнитныйпоток статора, созданный первоначальным током, вытеснится в воздушныйзазор, длина которого в десятки разбольше первоначального воздушного зазора между статором и ротором подполюсами. Поддержание того же повеличине магнитного потока, замыкаемого по магнитному сопротивлению вдесятки раз большему, чем в первоначальный момент, требует пропорционального увеличения тока в якорнойобмотке. На фиг.1 показан моментсоответствующий повороту ротора на180 после замыкания ключа К 2. ЯМагнитный поток, вытесняемый изпространства, занимаемого сердечником ротора 4 токами роторной обмот"ки, будет замыкаться по пути с мини мальным магнитным сопротивлением,(сплошные линии на фиг,1). Пунктирными линиями показаны возможные пути замыканиямигни.ного потока в5 901 отсутствии экранов 8 и 9, Таким образом, благодаря вышеуказанному размещению экранирующей обмотки 7 практически весь магнитный поток статора генератора сцепится с витками 5 этой обмотки. Экраны 8 и 9 как бы направят магнитный поток через обмотку 7Через угол поворота ротора, соответствующий 180 эл.град., после 1 в замыкания его обмотки накоротко замыкают накоротко обмотку 7 с помощью коммутатора ключ К). Дальнейший поворот ротора приведет к передаче намагничивающей силы роторной обмотки 6 экранирующей обмотке 7 Процесс преобразования механической энергии в электромагнитную энергию, запасаемую в якорной и роторной обмотках, происходит за первую половину оборота ротора, начиная с момента замыкания ключа К . За вторую половину оборота ротора электромагнитная энергия не может вернуться назад и превратиться в механическую энергию так как роторная обмотка 6 экрани" руется обмоткой 7.Такое размещение экранирующей обмотки 7 и экранов 8 и 9 способствуют более полному сцеплению вытеснен- зв ного потока с экранирующей обмоткой, что в конечном итоге повышает эффективность преобразования энергии.Конденсатор служит для замыкания тока, наводимого в обмотке 6, до момента, когда напряжение на нем не достигнет пробойного для нагрузки В. После этого вся энергия, запа 33 бсенная в сжатом магнитном поле и конденсаторе, выделится в нагрузке.Использование предлагаемого генератора обеспечивает увеличение коэффициента связи обмоток, несмотря на то, что экранирующая обмотка размещена дальше от якорной обмотки, чем в известном устройстве. Следствием этого является повышение эффективности преобразования энергии.формула изобретенияЭлектромашинный импульсный генератор, содержащий статор с расположенными на нем однофазными магнитосвязанными якорной и экранирующейобмотками, причем якорНая обмоткарасположена на полюсах статорногомагнитопровода, и ротор с обмоткой,замыкаемой накоротко коммутатором,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения эффективностипреобразования энергии, экранирующаяобмотка размещена в межполюсном пространстве статора, ее витки уложеныв радиальных плоскостях генератора,а статор снабжен экранами из электропроводного материала, например медиразмещенными на внутренних цилиндрических поверхностях магнитопроводаи на торцах полюсов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРИ 352382, кл. Н 03 К 3/8 Й 3969,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке И 28 ч 7555/07 05.06.80.90433ЛЖФЫРВНЫИПИ Заказ 150/13 Тираж 7,18 Подписное Филиал ППП Патент", г.Ужгород, ул. Проектная,1