Импульсная система электропитания для генерирования импульсов сильного тока с плоской вершиной

 

ИМПУЛЬСНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ СИЛЬНОГО ТОКА С ПЛОСКОЙ ВЕРШИНОЙ, содер;кащая цилиндрический двухполюсныИ ударный униполярный генератор с массивным ферромагнитопроводом, якорем и опорами вала, допсхпнительный токонесущий вращающийся элемент,соединенный с якорем и расположенный вне ферромагнитного провода, с дополнительным кольцевым индуктором, о тличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции системы, дополнительный токонесущий элемент выполнен в виде диска и расположен на выводном конце вала между его опорой и дополнительном индуктором, установленным соосно с диском. (/) да Nd OQ М

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

В\К АО

РЕСПУБЛИК аю (и»

Ьа/ Н 02 К 31 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВРВСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАН ИЗОбРЕТЕНИЙ И OTHPbITPN (21) 3347797/24-07 (22) 19.10.81 (46) 23.12 ° 83. Бюл. Р 47 (72) В. В. Харитонов (53) 621. 313. 292 (088. 8) (56) 1. Харитонов В.В., Юринов В.И.,,Злобина О.A. Переходные процессы в ударных униполярных генераторах.

M., Атомиздат, 1980, с. 13.

2. Харитонов В.В. Исследование, режимов работы ударного унинолйрного генератора с регулированием потока возбуждения. - "Электротехника", 1971, »» 12, с. 43.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2926868/24-07, кл. Н 02 К 31/00, 20.05.80. (54 ) (57) ИМПУЛЬСНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ

СИЛЬНОГО ТОКА С ПЛОСКОЙ ВЕРШИНОЙ, содержащая цилиндрический двухполюс-ный ударный униполярный генератор с массивным ферромагнитопроводом, якорем и опорами вала, дополнительный токонесущий вращаюцийся элемент,соединенный с якорем и расположенный вне ферромагнитного провода, с дополнительным кольцевым индуктором, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с це.лью упрощения конструкции системы, дополнительный токонесущий элемент выполнен в виде диска и расположен на выводном конце вала между его опорои и дополнительным индуктором, -установленным соосно с диском.

1062831

Изобретение относится к униполярным машинам и может быть использовано преимущественно в униполярных генераторах постоянного тока.

Известны системы импульсного питания, содержащие ударные униполярные генераторы (УУГ )„ используемые для получения одиночных импульсов сильно го тока в режиме динамического тормо жения якоря 1 ).

В ряде случаев разряд УУГ осуществляется с форсированием потока возбуждения генератора с целью получения плоской вершины импульса разрядного тока 2 ).

Интенсивность .Увеличения потока возбуждения УУГ в режиме форсирова ния тем меньше, чем больше запасенная кинетическая энергия системы,т..е, чем медленнее происходит динамическое торможение якореи. Таким образом, форсирование возбуждения более эффективно в системах, состоящих из УУГ с большими вращающимися массами.

Наиболее предпочтительны в этом отношении цилиндрические УУГ с массивным якорем.

Недостатком системы питания, содержащей такие ууГ, является невысокая эффективность формирования плоскои вершины импульса разрядного така, поскольку форсирование возбуждения генераторов существенно затрудняется иэ-за демпфирующего деиствия вихревых токов, наводимых в массивном ферромаг50 имеет ряд конструктивных недостатков.

Затруднен доступ к опорам вала, сборка — разборка и эксплуатация системы, если опоры вала размещены внутри дополнительного токонесущего элемента (труба) . Если опоры вала вынести за пределы трубы, то увеличивается расстояние между опорами, что связано с уменьшением допустимой скорости вращения якоря по условиям устой60

65 нитопроводе, включая, якорь, при изменении основного магнитного потока. 35

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является система питания,содер.кащая цилиндрический

УУГ с массивным ферромагнитопрово- 40 дом, дополнительным токонесущим элементом в виде трубы, соединенным с якорем и расположенным вне ферромагнитопровода, и дополнительным кольцевым индуктором, магнитное по- 45 ле которого сцеплено с дополнительным токонесущим элементом (3 3.

Эффективность формирования возбуждения и получения плоской вершины импульса разрядного тока у известной системы достаточно высокая, поскольку у нее регулируется после,„ дополнительного индуктора, которое замыкается в основном по воздуху и не связано с большими проводящими массивами. Однако известная система чивости вращения или с увеличением диаметра вала, опор, массы якоря и его стоимости, так как существенно увеличивается масса заготовки и трудоемкость ее обоаботки. Затруднен демонтаж дополнительных токонесущих элементов, если они съемные так как для этого необходим демонтаж всеЯ или практически всей машины и усложнена технология изготовления якоря, особенно в случае больших его габаритон.

Цель изобретения — упрощение конструкции системы.

Указанная цель достигается тем, что в импульсной системе электропитания, содержащеи цилиндрический двухполюсныи ударный униполярный генератор с массивным ферромагнитопроводом, якорем и опорами вала, дополнительным токонесуцим вращающимся элементом, соединенным с якорем и расположенным вне ферромагнитопровода, с дополнительным кольцевым индуктором, дополнительный токонесущий элемент выполнен в ниде диска и расположен на выходном конце вала между его опорой и дополнительным иидуктором, установленным соосно с диском.

Для повышения эффективности иск. пользования дополнительного индуктора в системе целесообразно использовать два установленных соосно выводными концами валов один к другому генератора с дополнительными дисками.

Тогда один дополнительный индуктор сцеплен сразу с двумя дополнительными дисками, что удваивает напряжение на дисках или снижает потребляемую мощность при том же напряжении.

На фиг.1 показана предлагаемая импульсная система с одним валом и од ним генератором; на фиг.2 — конструктивная схема импульсной системы питания с двумя валами и двумя генераторами.

Система содержит ферромагнитный двухполюсныи магнитопровод 1 с индуктором 2, массивный цилиндрический ферромагнитный якорь 3 с одним токосъемом 4 на боковой поверхности якоря в зоне между полюсами ста" тора. Второй токосъем 5 генератора расположен на периферии диска 6, закрепленного на выводном конце вала 7. Рядом с диском 6 соосно с ним установлен дополнительный кольцевой индуктор 8, запитываемый от постороннего источника и включенный встречно с индуктором 2. Для уменьшения мощности возбуждения индуктора 8 и снижения вихревых токов внутренний объем его заполнен ферромагнитным сердечником 9, выполненным из стальной ленты с электроизоляционным покрытием навивкой вокруг оси симметрии индуктора.

1062831

7 7 фаад. 2

ВНИИПИ Заказ 10257/56 ТиРаж 687 Подписное

Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул,Проектная,4

Разряд импульсной системы осуществляется следующим образом.

Якорь генератора раскручивают приводом до необходимой скорости.

Индуктор 2.подключают к источнику питания, создавая в якоре ЭДС холостого хода. После подключения нагрузки начинается разряд генератора, сопровождае< ый динамическим торможением якоря стрелкой показан ток разряда ).

При максимальном значении разрядного 10 тока в нагрузке индуктор 8 подключается к своему источнику питания, который обеспечивает заданный закон нарастания тока возбуждения этого индуктора, и, следовательно, нарастание суммарного полезного магнитного потока системы, поскольку ЭДС, наводимая в диске, складывается с ЭДС, наводимой в якоре генератора. Благодаря этому суммарная ЭДС системы питания подцерживается постоянной в течение определенного времени, несмотря на динамическое торможение якоря, а ток разряда в течение этого промежутка времени остается посто-25 янным. Затем форсирование возбуждения индуктора 8 прекращается и далее происходит неуправляемый процесс динамического торможения якоря и спада тока в нагрузке. Затем указанныи цикл повторяется.

Магнитный поток, создаваемый индуктором 8, замыкается практически полностью по воздуху, поскольку на его пути отсутствуют значительные ферромагнитные массивы (диск 6 немагнитныи ), а магнитопровод 1 генератора удален на достаточно большое расстояние, причем поле индуктора 8 не может проникнуть в него в режиме форсировки и вследствие демпфирующего действия вихревых токов. Это обеспечивает высокую скорость нарастания общего магнитного потока системы при экономии общей подведенной к системе мощности возбуждения. Для еще большего снижения общей подведенной мощности внутренний объем индуктора 8 заполнен шихтованным ферромагнети, <ом 9.

При испол ь з овании предлагаемой системы сводится к минимуму расстояние между огорами вала. Это повыша, ет допустимую скорость вращения якоря и, следовательно, энергоемкость и мощность УУГ, снижает массу якоря и его заготовки и трудоемкость изготовления якоря. Предельно упрощаются операции сборки-разборки УУГ и его узлов, демонтаж диска и индуктора. Возможность демонтажа без разборки УУГ практически важна тем,что открывается возможность станочной обработки контактных поверхностей по мере их износа. Упрощается технология изготовления якоря, поскольку высокоскоростной диск большого диаметра проще изготовить, чем полныи цилиндр, облегчается и стыковка якоря с дополнительным токонесущим элементом, повышается механическая прочность дополнительного токонесущего элемента как вращающегося элемента, поскольку диск допускает большие линейные скорости вращения, чем полыи цилиндр, открывается возможность создания эффективнои конструктивно простой и удобной в эксплуатации системы, содержащеи несколько УУГ, потому что создание простой и эффективной многомашинной системы на основе известной практически .невозможно.

Укаэанные преимущества более ощутимы в случае применения технического предло;:<ения в крупных системах, создание которых сопряжено со значительными конструктивными, технологическими, эксплуатационными затруднениями и материальными затратами.