Устройство для импульсного питания нагрузки

ОП ИСАНИЕИ.ЗОБРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск ихСоциапистическииРеспублик 928549Опубликовано 15,05,82 Бюллетень18Дата опубликования описания 15. 05. 82 по делам изобретений и открытой(72) Автор изобретения А.В. Лоос Томский ордена Октябрьской Революциии ордена Трудового Красного Знамениполитехнический институт им. С.М. Кирова(71) Заявитель 5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО ПИТАНИЯ НАГРУЗКИИзобретение относится к электромашинным источникам импульсного питания, генерирующим одиночные и повторяющиеся импульсы, применяемыенапример, для создания, сильных магнитных полей, для нагрева газа импульсными токами и в других системахимпульсного питания при электрофизических исследованиях,При импульсном питании нагрузкиэлектромашинные ударные генераторынашли широкое распространение,Известен электромашинный генератор, содержащий две взаимно пер-,пендикулярные обмотки на статоре скоммутирующими аппаратами, фазосдвигающее устройство в цепи дополнительной обмотки статора и обмоткувозбуждения на роторе 1,1 1,Известен электромашинный. генератор импульсов, содержащий рабочуюи дополнительную обмотки на статоре, замыкающиеся на нагрузку с помощью коммутирующих аппаратов, и обмотки возбуждения и демпферные обмотки на роторе, в одну из демпферных обмоток включен коммутирующийаппарат 2 1,Наиболее близким по технической5сущности к предлагаемому изобретениюявляется устройство для импульсногопитания нагрузки, содержащее ударный генератор, две фазы котороговключаются последовательно на натцгрузку через коммутирующие аппараты,а третья фаза замыкается с помощьюкоммутирующего аппарата на нагрузку через 90 эл.град. после подключения нагрузки. Для дополнительного15.увеличения ударной мощности роторгенератора снабжен несимметричнойдемпферной обмоткой; На роторе генератора кроме демпферной обмоткирасположена обмотка возбуждения,питаемая от источнина постоянноготока 3;1.Однако дальнейшее увеличениеударной мощности известного устрой 928549 450 55 ства для импульсного пиТания нагрузки ограничивается предельнойлинейной скоростью вращения ротора,определяемой из условий механической прочности зубцов ротора и обмотки возбуждения. Кроме того, дляпитания обмотки возбуждения требуется относительно мощный источникпостоянного тока, а при работе генератора в режиме холостого хода имеютместо значительные потери в сталистатора и в обмотке возбуждения,чтотакже ограничивает ударную мощностьисточника.Таким образом, с помощьюизвестного устройства для импульсного питания нагрузки нельзя достичьзначительного увеличения ударноймощности.Цель изобретения - увеличениеударной мощности устройства для импульсного питания .нагрузки,Поставленная цель достигается тем,что последовательно с одной из фазгенератора через управляемый вентильвключена конденсаторная батарея,соединенная с нагрузкой через другойуправляемый вентиль, а каждый изуправляемых вентилей и конденсаторная батарея шунтированы попарно неуправляемыми вентилями,На фиг. 1 представленапрйМципиальная схема устройства для импульсного питания нагрузки; нафиг. 2 - временные диаграммы токовгенератора 1, 1, 1 С) и напряженияконденсаторной батареи Щ . Устройство содержит статор генератора 1, ротор 2 с демпферной обмоткой 3, конденсаторную батарею4, управляемые вентили 5 и 6, неуправляемые вентили 7 и 8.Нагрузка9 соединена с коммутаторами 10 и 11.В исходном состоянии ротор генератора вращается с номинальной ско"ростью, конденсаторная батарея заряжена до напряжения ЦСО. Контактыкоммутирующего аппарата 1,0 замкнуты,а контакты аппарата 11 разомкнуты,управляемые вентили 5 и 6 закрыты.В момент времени 1 когда осьсимметрии демпферной обмотки ротора д, совпадает с осью эквивалентной обмотки, образованной последовательно соединенными фазами А и В , по даются сигналы управления на вентили 5 и 6. Конденсаторная батарея 4 разряжается через последовательно соединенные нагрузку 9, коммутирующий 5 10 15 20 25 30 35 40 45 аппарат 10, фазы А и В генератора. Ток разряда конденсаторной батареи, протекая по последовательно соединенным фазам генератора А и В, создает номинальную скорость, неподвижную в пространстве и изменяющуюся по величине в соответстЪии с изменением тока 1 А=1 В. Магнитный поток, создаваемый, н,с Фаз А и В, наводитв демпферной обмотке ротора 3 ЭДС вращения и трансформаторную ЭДС, под действием которых в ней возникает ток, Магнитный поток, создаваемый током в демпферной обмотке 3, наводит в обмотках статора ЭДС. Таким образом осуществляется возбуждение генератора.В момент времени 1, когда напряжение на контактах коммутирующего аппарата 11 проходит через нуль, происходит его замыкание. Этот момент времени практически соответствует переходу через нуль ЭДС эквивалентной обмотки, состоящей из последовательно соединенных Фаз С и В, поэтому возникающий в нагрузке ток будет иметь максимально возможную апериодическую составляющую и, следовательно, максимальную амплитудуВ момент времени й, когда напряжение на конденсаторной батарее с становится равным нулю, вентили 5 и 6 закрываются, а вентили 7 и 8 открываются. Это обеспечивает однополярный режим работы конденсаторной батареи.Начиная с момента времени 1, все фазы генератора включены на нагрузку, при принятом порядке чередования фаз происходит коммутация тока из фазы А в Фазу С. Ток 1 А уменьшается, а в момент его перехода через нуль вентили 7 и 8 закрываются и, таким образом, происходит отключение фазы А. К моменту времени С конденсаторная батарея 4 заряжается до напряжения 1 С (Ус.При дальнейшем вращении ротора происходит нарастание тока нагрузки 9 19. В момент времени 1 при переходе 1=1 через нуль, происходит размыкание контактов коммутирующего аппарата 11. Таким образом, схема приходит в исходное состояние,Для генерирования повторяющихся импульсов тока необходимо во времяУстройство для импульсного питания нагрузки, содержащее ударныйгенератор, фазы которого включеныпоследовательно на нагрузку черезкоммутирующие аппараты, а роторснабжен несимметричной демпфернойобмоткой, о т л и ч а ю щ е е с я О тем; что, с целью увеличения ударноймощности, последовательно с одной изфаз генератора через управляемыйвентиль включена конденсаторная батарея, соединенная с нагрузкой четь Реэ другой управляемый вентиль, акаждый из управляемых вентилей иконденсаторная батарея шунтированыпопарно. неуправляемыми вентилями. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЮ 439883, кл. Н 02 К, 19/36, 1972;2. Авторское свидетельство СССРЙф 450319, кл. Н 03 К, 3/02, 1971.3: Авторское свидетельство СССРй 400 Я 55, кл. Н 02 К 19/00, 1971,5 . 928549 паузы между импульсами осуществить подзаряд конденсаторной батареи 4 до напряжения цсрот дополнительного источника.При генерировании последующего импульса все процессы в схеме повторяются.Предлагаемое устройство позволяет получать в нагрузке мощные импульсы тока. Ударная мощность в нагрузке, определяемая амплитудой тока Э , для предлагаемого устройства будет в 1,5-1,8 раза больше, чем для известных, Это возрастание ударной мощности происходит за счет увеличения предельной линейной скорости вращения ротора .вследствие отсутствия на роторе обмотки возбуждения и использования импульсного возбуждения генератора от конденсаторной батареи, подключаемой к обмоткам статора.Использование предлагаемого уст- . ройства для импульсного питания нагрузки приводит к увеличению предельно-достигаемой ударной мощности электромашинных импульсных генераторов. 6 формула изобретения Ь928549 екто Тираж 719 Подписное НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий 35 Москва, Ж, Раущская наб., д, Заказ 3277/7 4/ 1130 роектная,4 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,Составитель Т. КалааниковаРедактор Н. ВоЛовик , Техред М. Надь Ко