Способ зарядки индуктивного накопителя от трехфазного ударного генератора

 

O rI И C A Н H K è âî4õçî

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Совэтсиин

Социалистичвскин

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04,04.76(21) 2343619/21 (5)) И 1;л 2 с присоединением заявки ¹ jI (23) Приоритет (43) Опубликовано 5,04,78,Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания:05.04.78

Н 03 К 3/84

Гасударственный комнтет

Саавта Мнннетрее СИР аа делам нэаеретеннй н открытнй (53) УДK621,373.44 (nee.8) Г. А. Сипайлов, К3. А. Орлов

Лоос, A. И, Чучалин, . Лукутин (72) Авторы изобретения

Томский ордена Октябрьской революции и ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им, С. М. Кирова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЗАРЯДКИ ИНДУКТИВНОГО НАКОПИт ЕЛЯ

ОТ ТРЕХФАЗН01О УДАРНОГО ГЕНЕРАТОРА

Изобретение относится к импульсной технике и может быть применено при физических исследованиях рля создания силт ных магнитных полей.

Известны способы зарядки индуктивных 5 накопителей, основанные на использовании однофазных электромашинных импульсных источников энергии или трехфазных, работающих в режиме двухфазного включения на йагрузку (1, .

1О

Однако такой способ недостаточно эффек. тивен для преобразования энергии.

Наиболее близким к предложенному является способ накопления энергии в индуктивной нагрузке, основанный на использо- И ванин трехфазного ударного генератора в режиме двухфазного. включения на нагрузку в момент перехода линейной ЭДС через нуль и закорачивании нагрузки при исследуемом переходе ЭЙС через нуль 121, 20

Однако применение такого способа даже при накоплении за несколько периодов напряжения генератора не позволяет ocyf ществить эффективное преобразование энергии, вследсгвие ограничэнной доли кинети- 25

2 ческой энергии ротора, преобразующейся в электромагнитную энергию нагрузки за каждый импульс.

Бель изобретения - повышение эффективности преобразования кинетической энергии вращающегося ротора генератора в электромагнитную энергию накопителя.

Это достигается тем, что, по предложенному способу зарядки индуктивного накопителя от трехфазного ударного генератора в течение нескольких периодов напряжения пу тем подключения двух фаз генератора к на:копителю в момент перехода линейной ЭЙС через нуль в положительном направлении, закорачивания накопителя в момент достижения в нем максимума тока и отключения гейератора в момент перехода тока в работающих фазах через нуль с последующим включением генератора на закороченный накопитель в начале каждой следующей положительной полуволны линейной ЭДС и отключения эакорачиватошей пепи s момент перехода тока в ней через нуль, на каждом этапе зарядки после подключения первых двух фаз генера6Оа139

25 тода подключают третью фазу к цакопителю в льомецт лтксимума ее потокосцеплеция, а затем Отключают одну из первоначально включенных фаз и Гретью фазу при последователыьом прохождении тока в ццх через нуль, закорачивая демпферную обмотку тенерат- t>à цо поперечной Осц ца каждом этапе за rttpKI. в начале положительной полуволцы ее ЭДС и размыкая в момент перехода тока в цей через нуль. 0

Структурная электрическая схема, реализующая предложенный способ, показана на фиг. 1.

Она содержит трехфазный генератор 1 (чередование фаз А->В=С ), индуктивный накопитель 2 - обмотка возбуждения 3 генератора, демпферные обмотки 4 и 5 генератора, соответственно IIo продольной и поперечной осям 6-9 - коммутаторы, На фиг, 2 показаны временные диаграм- 20

Mht гоков и Э/1С, где: Р >5, и p I> c, - линейные

ЭЛС, А, t > j . - фазные токи генератора, — ток накопителя 2,. х

В исходном состоянии ротор генератора врашается с номинальной скоростью, обмотка возбуждения 3, загштаццая постоянным током, наводит в статорной обмотке систему фазных ЭДС, сдвинутых на 120 .эл. град. Коммутаторы 6-9 разомкнуты.

В момент времени е =0 когда линей- з0 ная SAC Р>с проходит через нуль в положительном направлении„замыкается коммутатор 6, подключая генератор 1 ц накопитель 2, В фазах А и С начинают протекать токи (А = — t c. В накопителе 2 Itpoteкает ток = <, ири этом процсходит преобразование кинетической энергии врашаюшегося ротора генератора 1 в электромагнитную энергию накопителя 2. Так как коммутатор 9 разомкнут, ротор генератора

1 имеет несимметричную демпферную сис-, тему, наличие которой приводит к возрастанию потокосцепления свободной фазы В до величины, превосходящей максимальное

45 потокосцепление фаз на холостом коду и, следовательно, ее ЭДС. В момент времени

Ч = 1» когда ЭДСОН проходит череа нуль в положительном направлении замыкается коммутатор 8, подключая фазу В к накопителю 2. Ток фазы В значительно

50 превышает ток фазы А, так как подключение фазы В произошло при возросшем значении ЭНС. Ток j,ñóììèpóHñü с током 4 4 способствует дальйейшему росту тока наS5 копителя < В момент досгижения максимума потокосцепления обмотки 5 по поперечной оси, что соответствует переходу ее BllC через нуль> замыкается коммутатор 9 и поток реакции якоря захватывается

60 обмоткой 5, дальнейшее возрастание токов фаз и накопи геля цроцсх0цит под действиеt,t результир юшего магнитного потока, создаваел;Ого o;> ...o.ãlú<è 3 ц 5, который зцачцтельцо црец5,циает начальный мат"нитць.й поток возг уждецця, Таким образом, форсttpoBIIQ БО .>бужде15ия гецератора 1 проис хОцит при испол зовацпи захваченного магнитного потока IJE. IIIGJHtt ЯКОРЯ.

ТОК t g, toct.ttI.цув OIloeIO л5аксимальцого зца"ения, начинает умецыцаться и прц переходе его через нуль коммутатор 6 размыкается, На фиг, 2 этот момент соответствует времени .Е = т. „, При достижеции в момепт времени 4 1 максимума тока накопителя коммутатор 2 замыкается, ток в фазах В и С начинает умень. шаться, а ток коммутатора 7 увеличивается. При переходе тока t через нуль коммутатор 8 размыкает.я и генератор 1 переходит в режим холостого хода. На фиг, 2 этот момент соответствует $ 4 < . Когда накопитель закорочец, энергия в нем (за вычетом потерь) сохраняется, Затухацие тока накопителя на этом периоде определяется постоянной времени контура: накопитель 2 — коммутатор 7.

В момент начала следующей положительной полуволцы 9jlC Pp>.(t .= t g ) коммутатор 6 замыкается, подключая генератор к закороченному накопителю. Ток в фазах А и С начинает возрастать, а в коммутаторе 7 уменьшается5, При достижении потокосцепления реакции якоря по поперечной оси генератора 1, равного значению потокосцепления, захваченцому обмоткой 5 на первом этапе зарядки накопителя 2> ток обмотки 5 проходит через нуль, и коммутатор 9 размыкается. Лемпферная система ротора генератора 1 становится несимметричной, что приводит к еще большему возрастаншо потокосцепления свободной фазы В, чем ца лергвом этапе зарядки., вследствие того,что генератор 1 работает в режиме внезапного короткого замыкания. В момент перехода

ЭДСОН ®с через нуль в положительном направлении (= Е ) коммутатор 8 замыкается, подключая фазу В к накопитепю 2. В момент времени Е > < т, когда ток в коммутаторе 7 равен нулю, коммутатор 7 размыкается. Начинается второй этап зарядки йакопителя 2, При достижении максимума потокосцепления демпферной обмотки 5 коммутатор 9 замыкается и даль*нейший рост токов фаз и накопителя происходит при форсированном возбуждении. При переходе тока фазы А через нуль коммутатор 6 размыкается (т. - ). В момент достижения максимального тока накопителя при+ -19комм а р 7 орачюай

604139 накопитель, и энергия в нем за вычетом потерь сохраняется до следующего этапа зарядки. Ток в фазах В и С уменьшается, при переходе его через нуль коммутатор 8 отключает генератор от закороченного накопителя (Е = Е,0 ). далее процессы в схеме повторяются. Параметры генератора и накопителя выбирают таким образом, чтобы процесс зарядки индуктивного накопителя проходил в течение 3-4 периодов напря- 10 жени я.

Таким образом, применение такого способа зарядки индуктивного накопителя от трехфазного ударного генератора позволяет существенно повысить эффективность преоб- 15 раэования кинетической энергии в электромагнитную, что выражается- в увеличении максимального тока зарядки и энергии, передаваемой в накопитель, а также в увеличении скорости ее передачи и сокрашении о времени зарядки до максимального значения энергии.

1 формула изобретения

Способ зарядки индуктивного накопителя от трехфазного ударного генератора с врашаюшимся ротором и демпферной обмоткой в течение нескольких периодов генерируемого напряжения путем подключения двух фаэ генератора к накопителю в момент пеГ !

I

I

I

l

l ! ! ! !

I ! !

1 рехода линейной 9fIC через нуль в положительном направлении, закорачивания накопителя в момент достижения в нем максимума тока, отключения генератора в момент герехода тока в работающих фазах через нуль с последующим включением генератора на закороченный.накопитель в начале каждой следующей положительной полуволны линейной Э,ЙС и отключеник закорачиваюшей цепи в момент перехода тока в ней через нуль, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью новышения эффективности преобразования кинетической энергии врашаюшегася ротора генератора в электромагнитную энергию накопителя, на каждом этапе зарядки после подключения первых двух фаэ генератора подключают третью фазу к накопителю в момент максимума ее потокосцепления, а затем отключают одну из пер воначально включенных фаэ и третью фазу при последовательном прохождении тока в них через нуль, эакорачивая демпферную обмотку генератора по йоперечной оси на каждом этапе зарядки в начале положительной полуволны ее ЭЙС и размыкая в момент перехода тока в ней через нуль.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Авторское свиде эльс гво СССР № 163267, кл. Н 03 к 3/84, 1964, 2, Авторское свидетельство СССР № 184334, кл, H 03 к 3/84, 1966.

С 04139

Фне.2

o . ti z a

Заказ 2123/48 Тираж 1086 Подписное

UHHHOH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113036, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Составитель В, Назарова

Редактор В, Гончуков Техред Н. Бабурка Корректор Н. Яцемирсхая: