Электромашинный генератор импульсов

 

„„SU„, 93488

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) H 03 K 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21). 2893894/18-21 (22) 17.03;80 (46) 15.08.83 Бюл. )) 30 (72) В.Г. Кучинский и Б.А. Ларионов (53) 621.374 (088.8) (56) 1. Кнопорель.Г . Сверхсильные импульсные магнитные поля. М., "Мир"

1972, с. 105 .

2. Патент США и 3748226, кл. ." 03 K 3/00 1973. (54)(57 ) ЭЛЕКТРОМАШИННЫй ГЕНЕРАТОР

ИМПУЛЬСОВ, содержащий шихтованные ротор и статор. с однофазными обмотками, два щеточно-коллекторных узла, соединенных один с началом, а второй с.концом роторной обмотки, импульсный источник питания для создания начального магнитного потока в зазоре генератора и нагрузку, соединенную последовательно со статорной обмоткой, один из выводов,.которой соединен с одним из щеточно-коллекторных узлов, отличающийся тем, что, с целью увеличения импульсной мощности, один вывод импульсного источника питания соединен через коммутатор с нагрузкой, а другой с вторым щеточно-коллекторным узлом и через замыкатель — с нагрузкой.

934888

25

На чертеже показана эквивалентная схема электромашинного генератора импульсов.

Статор и ротор набраны из листов шихтованного железа и имеют явно- 55 выраженные полюса, между которыми расположены пазы для обмоток 1, 2.

Однофазные статорная 1 и роторная 2

Изобретение относится к мощным генераторам, работающим в импульсном режиме. Оно может быть использовано в качестве импульсного источника питания для различных электрофизи- 5 ческих установок, например термоядерных устройств, лазеров и др.

Известны генераторы импульсов, выполненные на основе емкостных накопителей (1 ) . Эти генераторы ,обладают высокой удельной мощностью, но по удельной энергоемкости существенно уступают электромашинным генераторам, Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является генератор, содержащий ротор и статор с однофаэной обмоткой, выполненной .из сверхпроводника, статорная обмотка соединена с нагрузкой I 2 ) . 20

В генераторе начальный магнитный .поток создается от стороннего источника энергии, после чеro контур генератора деформируется с помощью продуктов взрыва так, чтобы его индуктивность резко уменьшилась.

Недостатками генератора являются необходимость применения взрывчатых веществ и одноразовый характер работы. . зо

Цель изобретения - увеличение импульсной мощности генератора.

Цель достигается тем, что в рлектромашинном генераторе импульсов, содержащем шихтованные ротор и статор с однофазными обмотками, два щеточно-коллекторных узла, соединенных один с началом, .а второй с концом роторной обмотки, импульсный источни к питания для создания начального маг- 4, нитного потока в зазоре генератора, нагрузку, соединенную последовательно со статорной обмоткой, один из выводов которой соединен с одним из щеточно-коллекторных, узлов, один вывод импульсного источника питания соединен через коммутатор с нагрузкой, а другой - с вторым щеточноколлекторным узлом и через замыкатель — с нагрузкой . обмот ки вы полне ны иде н ти чным образом и имеют равное число витков. 06МОТки выполнены так, чтобы при протекании по ним тока направление магнитного потока, пронизывающего два любых соседних полюса, было встречным.

Выводы обмотки ротора 2 подсоединены к двум щеточно-коллекторным узлам

3 и 4 (по одному на каждый узел К.

Статорная обмотка 1 соединена с нагрузкой 5 и через один из щеточноколлекторных узлов 3 подключена к роторной обмотке 2. К второму выводу нагрузки и к второму щеточно-коллекторному узлу 4 подсоединен через коммутатор 6 импульсный источник питания 7, необходимый для создания начального магнитного потока в зазоре генератора, например конденсаторная батарея. Этот источник питания шунтирован замыкателем 8.

Работа генератора происходит следующим .образом.

Ротор генератора разгоняется до заданной скорости с помощью стороннего двигателя, который затем отключается. В момент, когда катушки обмотки 2 ротора проходят под согласно включенными катушками статора, импульсный источник питания 7 с помощью коммутатора 6 разряжается на последовательно включенные обмотки 1 и 2 статора и ротора и нагрузку 5, создавая в зазоре генератора начальный магнитный поток. Энергоемкость этого источника невелика, поскольку, она определяется в основном энергией магнитного поля в зазоре между полюсами и ограничена величиной индукции насыщения железа.

Момент включения коммутатора 6 выбирается таким образом, чтобы требуемая величина индукции магнитного поля в зазоре была достигнута к моменту нахождения центра полюса ротора под центром полюса статора, при этом включается замыкатель 8. Контур состоящий из последовательно соединенных роторной 2 и статорной 1 обмоток и нагрузки 5, оказывается короткозамкнутым. Нагрузка 5 выбирается таким образом, чтобы постоянная этого контура была больше времени поворота ротора на одно полюсное деление, при этом можно считать, что величина магнитного потока, связанного с этим контуром, остается постоянной . При дальнейшем повороте

34888 где о о о

Составитель М. Леонова

Редактор Е. Месропова Техред М.Надь Корректор И. Эрдейи

Заказ 7978/1 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб ., д. 4/5

Филиал llllll "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з ротора его полюса оказываются под ! одноименными полюсами статора, т;е. катушки роторной обмотки 2 оказываются включенными встречно с расположенными над ними катушками статорной обмотки 1. Это приводит к резкому уменьшению индуктивности последова- тельно соединенных обмоток. При . практически постоянном магнитном потоке, связанном с этим контуром, это изменение индуктивности приводит к пропорциональному увеличению тока в контуре и выделению больа шой ударной мощности на нагрузке (Р )

1.ойдо. к к

Р - сопротивление нагрузки;

3 и 3„- начальное и конечное значения тока генера5 тора, и Ьк - начальное и конечное

0 значения индуктивности генератора.

Таким образом, генератор позволяет

10 за короТкое время; масштаба времени поворота ротора на одно полюсное деление, развить большую ударную мощность на нагрузке и передать ей часть кинетической энергии ротора.

15 Проведенные расчеты показали, что подобный генератор. позволит в.5- 1О раэ повысить удельную ударную мощность существующих генераторов и таким обра", зом существенно уменьшить весогабари120 ные характеристики источников питания.