Электромашинный источник импульсов

 

Использование: электроника, электромашинный источник импульсного питания, 2 Сущность изобретения; электромашинный источник импульсов содержит две электрические машины на одном валу: синхронный генератор и асинхронную машину. Синхронный генератор состоит из статора с обмоткой и ротора синхронного генератора расположена обмотка возбуждения постоянного тока и демпферная обмотка. Асинхронная машина имеет статор с 3-х фазной обмоткой. Обмотка статора асинхронной машины имеет число пар полюсов PZ. Обмотка статора синхронного генератора имеет число пар полюсов Pi, меньшее Ра. Обмотки статоров двух машин соединены параллельно друг другу и через коммутирующие аппараты к нагрузке. 2 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 К 25/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

Ргi, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц"„,. :,":;qf

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4915335/07 (22) 28,02,91 (46) 07.03,93, Бюл. N- 9 (71) Томский политехнический институт им, С. М, Кирова (72) А, В. Лоос и А. В, Лукутин (56) Авторское свидетельство СССР Ф 320925, кл. Н 03 К 3/82, 1970, Авторское свидетельство СССР

N 400955, кл. Н 02 К 19/00, 1971.

Авторское свидетельство СССР

N.347900,,Н 03 К 3/82, 1970. (54) ЭЛЕКТРОМАШИННЫЙ ИСТОЧНИК

ИМПУЛЬСОВ (57) Использование: электроника, электромашинный источник импульсного питания, Изобретение относится к электромашинным источникам импульсного питания, генерирующим одиночные и повторяющиеся импульсы, применяемые, например, для создания сильных магнитных полей, нагрева газов импульсными токами и для обеспечения работы других потребителей, требующих импульсного питания.

Цель изобретения — увеличение установившегося тока в нагрузке.

Поставленная цель достигается тем, что

1 в электромашинном источнике импульсов, содержащем две электрические машины, расположенные на одном валу, одна из которых является синхронным генератором, содержащим статор с обмоткой, ротор с обмоткой возбуждения постоянного тока и демпферной обмоткой, статор соединен с

„„ЯЫ „„1800560 A l

Сущность изобретения; электромашинный источник импульсов содержит две электрические машины на одном валу: синхронный генератор и асинхронную машину, Синхронный генератор состоит из статора с обмоткой и ротора синхронного генератора расположена обмотка возбуждения постоянного тока и демпферная обмотка. Асинхронная машина имеет статор с 3-х фазной обмоткой. Обмотка статора асинхронной машины имеет число пар полюсов Р2, Обмотка статора синхронного генератора имеет число пар полюсов Р1, меньшее Pz.

Обмотки статоров двух машин соединены параллельно друг другу и через коммутирующие аппараты к нагрузке. 2 ил. нагрузкой через коммутирующие аппараты, вторая машина выполнена асинхронной с трехфазной обмоткой статора, имеющей число пар полюсов р2 и соединенной параллельно с трехфазной обмоткой статора синхронного генератора, имеющей число пар полюсов р1 меньшее рр.

В предлагаемой схеме электромашинного источника импульсов синхронный и асинхронный генераторы, имеющие общий жесткий вал, работают параллельно на нагрузку. Для возбуждения асинхронного генератора используется синхронный генератор. Причем соотношение числа пар полюсов синхронного генератора p I и числа пар полюсов асинхронного генератора р2>р1 обеспечивает не только устойчивое самовозбуждение асинхронного генератора, 1800560

1-1о и работу его в установившемся режиме в области скольжений S, при которых значения тока в нагрузке значительно превышают номинальный ток асинхронного генератора, По мнению авторов, в области электромашинных источников импульсов нет эквивалентного технического решения, которое содержало бы совокупность указанных отличительных признаков, а именно: выполнение второй машины в виде асинхронной с трехфазной обмоткой статора, имеющей число пар полюсов р2 и соединенной йараллельно с трехфазной обмоткой статора синхронного генератора, имеющей число пар полюсов р1 меньшее р2, Совокупность новых признаков существенно изменяет свойства электромашинного источника импульсов и позволяет достичь поставленную цель — увеличение установившегося тока нагрузки.

Изобретение поягняется чертежами, На фиг. 1 приведена принципиальная схема электронного источника импульсов.

На одном из пакетов выполнен синхронный генератор,. содержащий статор 1 и ротор 2, на котором размещены обмотки возбуждения 3 и демпферная 4. Его статорная обмотка 5 соединена в звезду. На другом пакете выполнен асинхронный генератор, сгдержащий статор 6 и ротор 7 с короткозамкнутой обмоткой 8. Статорная обмотка 9 асинхронного генератора соединена в звезду. Роторы синхронного и асинхронного генераторов соединены валом 10, Статорные обмотки 5 и 9 генераторов соединены параллельно и подключаются коммутирующими устройствами 11 к нагрузке 12, На фиг. 2 показана круговая диаграмма токов асинхронного генератора, где Ia — ток холостого хода; IH — номинальный ток генеp3Top8. lar — 10K асинхронного генератора при работе в области скольжений, близких к точке максимального момента Am, U— напряжение асинхронного генератора;—

) — — диаметр окружности токов.

U. хн

В исходном состоянии роторы 2 и 7 генераторов вращаются от приводного двигателя с частотой вращения и, коммутирующие аппараты 11 разомкнуты, обмотка возбуждения 3 синхронного генератора запитана постоянным током. Магиитный поток, создаваемый .обмоткой возбуждения, вращается в пространстве с частотой вращения ротора п и наводит в трехфазной обмотке 5 якоря синхронного генератора трехфазную симметричную систему э.д.с, частоты f=n p1, где р1 — число пар полюсов синхронного генератора. Так как якорные обмотки синхронного и асинхронного генераторов соединены параллельно, то под действием э.д.с. синхронного генератора в обмотке якоря 9 асинхронного генератора возникают токи, создающие в воздушном зазоре вращающееся магнитное поле, Частота вращения магнитного поля асинхронного генератора n1= =и, где рг—

Р1

Р2 Р2 число пар полюсов якорной обмотки 9 асинхронного генератора, Для обеспечения режима асинхронного генератора необходимо, чтобы скорость вращения его ротора и была больше скорости враьцения

Ф 4 поля статора п1, Это условие выполняется, если число полюсов асинхронного генератора больше числа полюсов синхронного генератора р1/р2<1. Скольжение ротора асинхронного генератора относительно поля статора равно:

n — — и

Р1 Р1 — — 1 — 22 = В <О

П1 Р1 Р1 и

Р2 Р2

При получении импульса тока в нагруз30 ке 12 замыкаются коммутирующиеся аппараты. Длительность импульса тока в нагрузке определяется временем включенного состояния аппаратов 11 и может достигать по длительности десятков периодов

35 з.д.с. В начальной части импульса на величину тока основное влияние оказывают сверхпереходные и переходные составляющие токов, которые быстро затухают. В конечной части импульса в нагрузке величина

40 тока, в основном, определяется установившимися процессами в синхронном и асинхронном генераторах и равна сумме установившихся токов синхронного и асинхронного генераторов. Установившийся ток

45 синхронного генератора мал и по величине не может быть больше номинального тока вследствие сильного влияния размагничивающего действия реакции якоря, Установившийся ток асинхронного ге50 нератора определяется величиной скольжения. Выбором соотношений пар полюсов синхронного и асинхронного генераторов р1/p2<1 можно обеспечить работу асинхронного генератора при таком скольжении

55 S, при котором значение тока асинхронного генератора 4г значительно больше его номинального тока i< (фиг. 2.). Так как роторы генераторов расположены на одном валу, то величина скольжения в процессе работы не меняется, что обеспечивает при заданной

1800560 частоте вращения п неизменность тока

ФМ асинхронного генератора. Токи асинхронного и синхронного генераторов суммируясь, определяют ток в нагрузке 12.

Предлагаемый электромашинный источник импульсов имеет большее значение установившегося тока в нагрузке по сравнению с известными, в том числе с прототипом. Это достигается за счет выполнения второй машины в виде асинхронного генератора, работающего при скольжении, обеспечивающем питание нагрузки током, превышающим значительно номинальный ток генератора, Применение предлагаемого электромашинного источника импульсов особенно эффективно в передвижных автономных системах с приводом его от вала отбора мощности.

Формула изобретения

Электромашинный источник импульсов, содержащий две электрические маши5 ны, расположенные на одном валу, одна из которых является синхронным генератором, содержащим статор с обмоткой, ротор с обмоткой возбуждения постоянного тока и демпферной обмоткой, статор соединен с

10 нагрузкой через коммутирующие аппараты, отличающийся тем, что, с целью увеличения установившегося тока нагрузки, другая машина выполнена асинхронной с трехфазной обмоткой статора, имеющей

15 число пар полюсов pz соединенной параллельно с трехфазной обмоткой став ора синхронного генератора, имеющей число пар полюсов р>, меньшее рг, 1800560

-0.(5

Редактор А. Рожкова

Корректор 3, Салко

Заказ 1171 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Составитель В. Зыков

Техред М, Моргентал

-/

ОБ