Импульсный синхронный генератор

 

Класс 2tdР, 5 № 95095

СССР

Ю. В. Мордвинов

ИМПУЛЬСНЫЙ СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР

Заявлено 15 мая 1952 г. за № 5247/445329 в Министерство электропромышленности СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» ¹ 2 за 1953 г.

Получение электрического напряжения в форме периодических импульсов от электрических машин, выполненных по типу обычного синхронного генератора, может быть достигнуто, например, путем соответствующего уменьшения длины полюсной дуги индуктора по сравнению с длиной полюсного деления генератора.

Однако такие генераторы способны давать только одинаковую форму и амплитуду импульсов напряжения той и другой полярности.

Между тем для питания ряда потребителей электрической энергии требуется ограничение амплитуды импульсов обратной полярности. В качестве таких потребителей можно назвать установки для электроискровой обработки металлов. Для этих установок величина амплитуды обратных импульсов напряжения не должна превышать 25 — 30"/„от амплитуды прямых (рабочих) импульсов, поскольку большая величина обратного напряжения приводит к увеличению износа рабочего инструмента.

Удовлетворение этих требований может быть достигнуто путем примененпя выпрямительных устройств, однако это связано с усложнением, удорожанием и уменьшением надежности работы питающего агрегата.

Настоящее изобретение позволяет решить задачу получения различных по амплитуде прямых ц обрагпых (положительных и отрицательных) электрических импульсов без применения каких бы то ни оыло выпрямительных или коммутационных устройств при помощи синхронного генератора.

Это улучшает технико-экономические показлтели и эксплуатационные свойства питающих агрегатов..

Предлагаемый импульсный синхронный генератор однофазного или многофазного тока выполняется по типу обычных генераторов с индуктором переменно-полюсного типа, возбуждающим машину при помощи электромагнита или постоянного магнита, и с якорной (статорной) обмоткой, имеющей укороченный шаг. Отличительной особенностью данного генератора

¹ 95095 является выполнение полюсных наконечников индуктора несимметричными относительно осей полюсов, а воздушного зазора в машине--переменным по окружности. Подобное выполнение индуктора позволяет получить от машины переменный ток с различными по амплитуде положительными ti отрицательными импульсами (полуволнами) напряжения.

По вгорому варианту генератор выполняется с постоянным воздушным зазором между статором и ротором (индуктором), Но для достижения поставленной цели полюсные наконечники индуктора выполняются с переменным по длине машины поперечным сечением.

При обоих вариантах индуктор может иметь когтеобразное исполнение.

Предлагаемый генератор рекомендуется использовать в качестве импульсного источника питания для мощностей, начиная с нескольких киловатт и выше, при которых статические импульсные схемы не могут дать технически рационального решения.

На фиг. la, 6, в изображены кривые магнитной индукции и э. д. с. генератора; на фиг. 2 — вид с торца на часть индуктора, дающий принципиальное представление о форме и взаимном расположении полюсных наконечников в машине по первому варианту; на фиг. 3 — часть развертки индуктора (вид на полюса в плане) по видоизмененному варианту; на фиг. — то же, для случая выполнения полюсных наконечников со ступенеобразными кромками; на фиг. 5 — частичный продольный разрез индуктора при „когтеобразном" исполнении; на фиг. 6 †од из возможных исполнений обмотки статора генератора; на фиг. 7— часть статора (один из вариантов исполнения).

На фиг. la пояснен один из возможных законов распределения магнитной индукции В в воздушном зазоре машины. Кривая индукция построена в функции пространственной координаты отсчитываемой вдоль окружности якоря в угловых или линейных единицах, Здесь показан условно один виток обмотки статора, состоящий из двух активных проводников 1 и 2.

Стрелкой показано направление движения витка относительно магнитного поля машины. Шаг витка ооозначсн через х, .

При вращении ротора в проводниках 1 и 2 витка обмотки статора соответственно наводится э. д. с.

Е, и Е, характер изменения которых во времени t tиtз3о0tбilрiа жается соответственными кривыми (фиг. 1o).

Г1ри этом электродвижущие силы отдельных проводников сдвинуты во времени на фазовый угол, определяемый углом сдвига»роводников 1 и 2 по окружности, расточки статора. 3. д. с. витка обмотки, очевидно, равна разности э. д. с. проводников, образующих стороны витка.

На фиг. 1в представлена кривая результирующей э. д. с.

Е„, витка.

Выбором соответствующего фазового угла между кривыми Е, и Е, можно получить паузы между импульсами различных знаков, Для получения пауз различной продолжительности достаточно изменить форму кривой индукции таким образом, чтобы длины верхнего и нижнего горизонтальных участков кривой были неравными.

Тем же путем можно получить только по одной паузе на каждый период э. д. с. при переходе от прямого импульса к обратному или наоборот.

Получение импульсов э. д. с. различной амплитуды возможно и при других формах кривой индукции. Прямоугольные импульсы э, д. с. различной амплитуды могут быть получены, нап1,имер, при пилообразной или ступенчатой форме кривой магнитной индукции.

Путем изменения формы кривой индукции может быть получена самая различная форма импульсов

Хо 95095 напряжения, в том числе и несимметричная.

Создание нужного распоеделеи?!я индукции в воздушном зазоре машины достигается, как было указано выше, путем соо ветствующего очертани» полюсных наконечников инду«тора машины.

ПРИНПИПИаЛЬНОЕ ПРЕДСтаВЛЕ >ИЕ О форме и взаимном располо;ксппи полюспых башмаков дает фиг. ".

Т 0 ч н с! Я ф 0 Г) м с! 0 и е Р i a! 1 H !i и а и 0 и е 1ников до..жна быть подобрана, исходя из картины поля. !!ри таком исполпсни!! по:посные наконечники пндуктора имеют одинаковую форму и размеры во всех сечениях, перпендикулярных оси машины. 3TQ позво I»cT вьшо.)н?ть индуктор шихтованпым пз штампованных листов;-лент!ЭО? ехпи ?еской стали.

Получение той жс формь: кривой э. д. с. в проводи::!ках ОбмотКИ ЯI(ОPII H03;vl0)l;НО Та? |КЕ ПУ ТP.Ъ!

ВЫПОЛНЕНИЯ ПЕРС .!ЕНПОГО Ce«eHH» полюсных няконечпико; по длине машины, Два !13 вэзмо,нных вариантов такого Вьшолпени» представлены HQ (рп". 3 и, где и(;люспые башмаки показаны H плане.

Рэыполнение по ф!?г.,") соответ.ствует форме кривой э. д. с, показанной; я фиг. 1. ! (сЧК ПРП ЯЬПОПОЛ (ОС Но H > Та« Ii при когтеооразном ??г!дукт; ре генератор может сы гь выполнен либ;) с элсктоомагппт::!ым в,.:збуя(дением, либо с возбуждением От постоянных магнитов.

Пример выполнения i:Häóiiòopà когтеобразного типа,,ля импульсного генератора с возбуждснием от постоянны.; магиliToH IHH ня фи Г. 5. 3 TecH: — Hoc Оя н ныи !>Inrнит; 4 и Π— венцы, несушие полюсные наконечники; 6 — по. liocíûå наконечники (с аш?)!ак!?).

В случае применения генератора с электромагнитным возбу;кдением, место !а!!!Нта занимает стально?! сердечник с кольцевой катушкой возоуждения.

Ге!?ерятор может вы?!Олняться как однофазным, так и,iHoгофязным. Обмотка якооя гснератора во всех случаях выполняется равносекционпой, сосредоточенной.

1>0 ро у l)ыполпепия Оомотка якоря может быть как однослойН.)П., ТЯК и ДНУ ХС Iol!HO!I. Дл)! ПО.! Ч>ЕНI!Я Х?ЯЛ >и iЛИТ2ЛbH0СТП ИМ1!У. IЬСОВ ООМОТI(а ДОЛ жисl ВЫПОЛПЯТЬ СЯ ?аКП)i 00 Pc»30)1, Ч! 001>1 Кс?)К" яя» катуш!Са охватываля всего

îдГп! Зубец стя; оря. П рп больших д, i»тQ. ВНОстях ilм .1у льсОВ может ока я) 1:: 1 целесообразным вьшолНСН?!Е 06МОТi 11 П С ОСЛЬШ?i.,! IнсlГ О:с?.

Па,)пг, 6 изображен(l схема од ?Ослой!??Ой обмотки шестппо !IOCH011 ),HllU!1Hhl. Чис TO (I)»3 >?аlH!?l;i>l равно трем; начала фаз ° обоз?Пачспы !е;)сз,Ч„H.„Н.„,, а кoнцы — !(„h;, j„. * ,?(, l » HС Л ) ЧСIП!Я 0;i li0(!)231!011 ОО

:Io кп дocT )To ío удал .!ть обмот„:; днух фа:!. Слс -,оватсльно, одно Га )!Iая !! H!HHïà должна иметь

l!p0- lYHlcнпыс (не 3?!Нятые обмоткг)!)1 пг!.:! неравномерно располо)1(С H !I Û Е П с! 3?>!. ? Пи?ДУ ЭТОГО > . с! Я О ГОфаз. ое исполнение позволяет поЛУ ЧИ??> ЛУ Ч!т! C i!С ?ÎËÜ30Âß Hill:>!яшины. ! !PlI ВЬ?>!ОЛНЕПП!i 00 >!0 КИ ДВУХ

C CI () i I 0:"I I H C,"> 0 (!) Я 3 I!l.. IL 3> 0 10Á ilcl СТ IT РЕ ВДВОЕ боль:пс,;ем у ()äío лойпой 00мо ":;.:.

11p?! 1>ь!ПО ?!?еп?1(I Однослo;?Holi Обмотки . !0)к?10 дос 1. ч: э -)фекта, Э«>в ИВЯЛ H НОГО X, I(IL Hl>I)! O H ll io I- ?ЯГ а 0 o ! о «1., )т у т е . >! н е о я в н 0 > е р и О Г 0 распре !елсни» пазовых и!.!Вцов статоря по 0«ру l(HocTH рясточки машины. !ример такого вь!полнения дя)н па фиг. 7. иту1П(H обмотки д.)лжны охьатывять зубцы с уменьшенной корон«..)й!. Г1од шагом обмотки H этом случае след>>ст IIOHHìÿ. ь оасстояние ме)кду сосе,.?Ними и!лицами.

Такс --в: ы„по —;iio?п:е зубцов статора применяется в нскогорых слуЧаяХ и дЛЯ Обь?с!НЫХ СИН pOHHi генераторов повышенно l частоты, Предмет изобретения

1. 1>1мпульс 1? i!i cl;Hõpolп!ь".. Гснерятор од?:о()я.)ноrn пли многофазного ro;à с инду!(Гором пере"ilQHH()-IIO. HOC?10Ã() ТИПЯ, 13030V11(дяк) пим машину при помощи

М 95095 электромагнита или постоянного магнита, и с якорной (статорной) обмоткой, имеющей укороченный шаг, отл «ча ю щи йс я тем, что, с целью получения различных по амплитуде положительных и отриц а т (е л ь и ы х и м и g.л ь с о В н а и р я ж е н и я полюсные наконечники инлуктора имеют несимметричную относительно осей полюсов форму и образуют в машине переменный по окружности воздушный зазор.

2, видоизменение импульсного синхро«ного генератора по п. 1, отличающеесяя тем, что при постоя ином воздушном зазоре между статором и ппдуктором полюсные наконечники п«дуктора имеют переменное по длине машины поперечное сечение, 3. Импульсный синхронный генератор по пп. 1 и 2, отличаюm,«A ся тем, что индуктор имеет когтеобразпое исполнение.

6—

¹ 95095

Г!иг, 5

Фе)Г. 6

Фиг. 7

Отв. редактор П. И. Мазуренко

Стаидартгиз. Поди. к печ. 2l, - 6т г. Объем i, >75;i. л. Тпот>к 7 Л. !!c è 75 коt.

Гс р. Алатырь, типография 5е 2 Мпнистс рства культуры "-!увашской АССР. Зак. >А-1