Ударный генератор

 

oui 7486.82

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

t (22) Заявлено 1407,77 (21) 2507841/24-07

Н 02 К 7/02 с присоединением заявки йо

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150 7 80. Бюллетень Ио 2 б

Дата опубликования описания 150780 (53) УДК,,621. 313 . .322.23(088.8) (72) Авторы изобретения

Г.А.Сипайлов, В.И.Попов, К.А.Хорьков и A.Ã.Áàí

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им.С.N.Кирова (71) Заявитель (54) УДАРНЫЙ ГЕНЕРАТОР

Ударный генератор относится к электромашинным накопителям энергии и может быть использован в электрофизических установках различного назначения для создания сильных импульсных магнитных полей, в установках, использующих злектрогидравлический эффект (дуговой разряд), для зарядки индуктивных накопителей или для питания потребителей, требующих периодических импульсов тока большой амплитуды.

Известны автономные ударные ге= нераторы, например предназначенные для создания сильных импульсных магнитных полей, выполненные по обычйой конструктивной схеме, а именно: внешний шихтованный статорный сердечник с якорной обмоткой, уложенной в его пазы — внутренний ротор, как правило, с большими дополнительными маховыми массами на его валу

t1) .

Для получения больших значений импульсных токов при замыкании генератора необходимо снижать величину его сверхпереходного индуктивного сопротивления. Известные ударные генераторы, имеют значительное индуктивное сопротивление рассеяния якорной обмотки, так как она уложена в пазы магнитопроводящего сердеч- ника статора. Существенную долю рассеяния составляет. рассеяние лобовых

5 частей якорной обмотки из-за боль ой длины лобовых перемычек, что юмеет место при внешнем статоре в

Цвухполюсных генераторах. Наличие агнитопроводящего сердечника ста I0 тора приводит к значительным потерям мощности при форсировках возбуждения.

Потери выделяющиеся в стали сердечника статора, являются серьезным препятствием, ограничивающим воз15 можности глубоких форсировок воэ буждения с целью получения больших индукций в области якорной обмотки.

Эти потери при недостаточных маховых массах на роторе обусловливают

2() его существенное торможение, Кон» струкции роторов, применяемые в известных автономных ударных генераторах,-из-за габаритных ограничений не позволяют размещать на них большое

25 количество меди обмотки" возбуждения для создания зйаЧИтЖтьййх ийдукций в области якорной обмотки прй одновременных доста- точных запасах механической проЗО чности.

748682

3 .г..

Для увеличения запаса кинетической эие>гии вала роторов ударных

ЫНераторов, как правило, снабжаются йаховийайи, что приводит к увеличению общей массы автономной установки

Известен также ударный генератор, содержащий сердечник статора с якорной обмоткой, массивный магнитопроводящий ротор с обмоткой возбуждения и успокоительной обмоткой (2).

Укаэанный электромаховичный аккумулятор имеет статор и наружный ротор в виде витого обода .иэ магнитопроводящего материала. На внутренней поверхности обода расположены постоянные магниты чередующейся полярности. Сердечник статора с обмоткой расположен между магнитами и ступицей, яа которой укреплен витой обод. Статор закрепляется консолью.

Наружный ротор, применяемый в электромаховйчном" аТскуй рляторе, йб Сравнению с внутренним ротором такой же массы запасает больше кийе- " тической энергии; -что повышает энергетические характеристики устройст "ва йли" йрИ "одинаковых энергетических показателях снижает его вес.

Койсольное закрепление статора неп=--"

= рйемлемо для ударного генератора, особенно при большой активной длине, так как при коротком замыкании на статор будут действовать большие "электродинамические усилия, и поэтому он должен быть закреплен надежно. Наличие ступицы, во внутрен- . ней полости статора, увеличивает его радиальный размер, а следовательно, увеличиваются лобовые перемычки, соединяющие активные стержни якорной обмотки. Из-sa увеличения длины лобовых перемычек существенно увеливается доля лобового рассеяния, что

" п >йводит к возрастанию сверхйереход-"ного"индуктивного сопротивления.

В конструкции (2) нет воэможности форсировать поток, так как в качестве возбудителя магнитного поля ис пользуют постоянные магниты. Не в полной мере использованы возможностй"наружного ротора по увеличению — плотности кинетической энергии.

Цель изобретения — увеличение

" энефТйи генератора путем уменьшения индуктивного сойротивлейия рассеяния якорной обмотки и увеличение плотности кинетической энергии, запа аемой ротором автономного удар о%о гЗЙФ Кйт"ора, й5й"одноврембйном снижении е,о массы в целом.

Для -достйЪ еция этой цели безже = лезный статор в вице сердечника из прочного электроизоляционного материала с якорной обмоткой распола=

1 ается во внутренней расточке полого. ротора, выполненного в форме маховика равной йрочности.- - =--, Фм = :- "-»

На фиг.l изображен ударный генератор, общий вид и разрез на фиг.2то же в аксонометрической проекции.

Ударный генератор содержит полый ротор 1 в форме маховика равной прочности с трубчатыми цапфами 2 и 3 и пазами 4 во внутренней полости, в

l которые уложена обмотка возбуждения

5. Обмотка возбуждения удерживается в пазах 4 цилиндрическими медными клиньями 6, одновременно выцолiO няющими роль стержней успокоительной обмотки. Ротор 1 своими цапфами

2 и 3 установлен на подшипник скольжения, расположенные в стояках 7 и 8.

К выступающему концу цапфы 2 ротора

1 болтами 9 привернут фланцевый вал

10, на котором расположены контактные кольца 11. Через отверстия во фланце вала 10 проходят выводы 12 обмотки 5 возбуждения, которые присоединяются к контактным кольцам 11.

Беспазовый,се15дечник 13 статора содержит два хвостовика 14 и 15. К сердечнику 13 приклеены эпоксидным компаундом изолированные стержни якорной обмотки 16, соединенные лобовыми перемычками 17. На активные стержни обмотки 16 наложен бандаж 18, например, стекловолокнис- тым шнуром с последующей пропитке в эпоксидном компаунде и сушке. о Лобовые перемычки 17, как в обычном ударном генераторе, окружены и закреплены медными экранами 19. Хвостовик 14 сердечника 13 статора входит во внутреннее кольцо роликового подшипника 20, внешнее кольцо которого запрессовайо в полость цапфы 2 рото ра 1. Хвостовик 15 имеет граненый профиль (например, шестигранный) и входит в центральное отверстие та4Р кого же профиля в конической части фланцевого кронштейна 21, прикрепленного болтами 22 (возможно, замковое или шлицевое соединение) к стояку 9. Фланцевый кронштейн 21 име4 ет отверстие 23, через которое проходят выводы 24 якорной обмотки 16.

Крутящий момент от фланцевого вала передается ротору 1 через болты 9 (или шлицевое соединение) и цапфу 2. При коротком заьыкании момент, действующий на сердечник 13 статора, воспринимается профильным хвостовиком 15, защеы енным в граненом отверстии фланцевого кронштейна

21, и сдерживает его от проворачиваH ния. От радиального перемещения при коротких замыканиях сердечник 14 статора удерживается подшипником 20.

Работа предлагаемого ударного, генератора не отличается от рабощ ты известных генераторов.

ИСпольэоваиие поЛого рОтора в виде маховика равной прочности с обмоткой возбуждения и внутреннего безжелезного сердечника с якорной, обмоткой выгодно отличает предла74 8 6 82 гаечный ударный генератор от указанных аналогов и прототипа. Известно,. что момент инерции вращающегося тела пропорционален произведению массы на квадрат радиуса вращения. Поэтому при выполнении ротора в виде равнопрочного маховика имеется возможность повышения его эффективности эа счет снижения массы и увеличения наружного диаметра. Конструкция предлагаемого ротора позволяет разместить на нем значительное количество меди обмотки возбуждения, что при отсутствии железного сердечника статора обеспечивает глубокие форсировки возбуждения и большие значе.ния индукций порядка Э Тл и более в области малого объема, занимаемого якорной обмоткой. Кроме того, крепление лобовых частей обмотки ротора значительно упрощается, так как при вращении они прижимаются цен- 20 ;тробежными силами к телу ротора. Применение внутреннего безжелезно го статора позволяет существенно снизить рассеяние якорной обмотки как эа счет отсутствия железа, так 25 и эа счет сокращения длины лобовых ,перемычек и значительно уменьшить сверхпереходное индуктивное сопротивление. Все это повышает знергетические показатели ударных генераторов.

Формула изобретения

Ударный генератор, содержащий сер" дечник статора с якорной обмоткЬй, массивный магнитопроводящий ротор с обмоткой возбуждения и успокоительной обмоткой, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения энергии, передаваемой в нагрузку, за счет уменьшения индуктивного сопро> тивления рассеяния якорной обмотки и увеличения плотности кинетической энергии, запасаемой ротором, последний выполнен полым в форме маховика равной прочности, охватывающим якорную обмотку, уложенную на сердечник иэ прочного электроизоляционного материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Хармс д. Конструкции ударных генераторов.- Энергетические машнны специального назначения М.,ГЭИ

19б 0 °

2.Авторское свидетельство СССР

9544049, кл.: 8 02 К, 1971(прототип) °

748682

Сост ави гель А. Кецарис

Редактор Т. Орловская Техред О. Андрейко - . Корректор Г.Назарова

Закаэ 4255/45 Тираж 783 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

1 1 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д. 4/5

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