RU1800560C - Electric machine source of pulses - Google Patents

Electric machine source of pulses

Info

Publication number
RU1800560C
RU1800560C SU914915335A SU4915335A RU1800560C RU 1800560 C RU1800560 C RU 1800560C SU 914915335 A SU914915335 A SU 914915335A SU 4915335 A SU4915335 A SU 4915335A RU 1800560 C RU1800560 C RU 1800560C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
winding
stator
asynchronous
synchronous generator
generator
Prior art date
Application number
SU914915335A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Владимирович Лоос
Алексей Владимирович Лукутин
Original Assignee
Томский политехнический институт им.С.М.Кирова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Томский политехнический институт им.С.М.Кирова filed Critical Томский политехнический институт им.С.М.Кирова
Priority to SU914915335A priority Critical patent/RU1800560C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1800560C publication Critical patent/RU1800560C/en

Links

Landscapes

  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

Использование: электроника, электромашинный источник импульсного питани , 2 Сущность изобретени ; 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 возбуждени  посто нного тока и демпферна  обмотка. Асинхронна  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.Usage: electronics, electrical machine switching power supply, 2 Summary of the invention; The electric machine source of pulses contains two electric machines on one shaft: a synchronous generator and an asynchronous machine. The synchronous generator consists of a stator with a winding and a rotor of a synchronous generator; a direct current winding and a damper winding are located. The asynchronous machine has a stator with a 3-phase winding. The stator winding of an asynchronous machine has the number of PZ pole pairs. The stator winding of a synchronous generator has a number of pole pairs Pi less than Ra. The windings of the stators of the two machines are connected in parallel to each other and through the switching devices to the load. 2 ill.

Description

Изобретение относитс  к электромашинным источникам импульсного питани , генерирующим одиночные и повтор ющиес  импульсы, примен емые, например, дл  создани  сильных магнитных полей, нагрева газов импульсными токами и дл  обеспечени  работы других потребителей, требующих импульсного питани .The invention relates to pulsed electrical machine power sources generating single and repetitive pulses, which are used, for example, to generate strong magnetic fields, to heat gases with pulsed currents, and to provide operation to other consumers requiring pulsed power.

Цель изобретени  - увеличение установившегос  тока в нагрузке.The purpose of the invention is to increase the steady-state current in a load.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в электромашинном источнике импульсов, содержащем две электрические машины, расположенные на одном валу, одн а из которых  вл етс  синхронным генератором, содержащим статор с обмоткой, ротор с об- м откой возбуждени  посто нного тока и демпферной обмотк.ой, статор соединен сThis goal is achieved by the fact that in an electric machine source of pulses containing two electric machines located on one shaft, one of which is a synchronous generator containing a stator with a winding, a rotor with a DC excitation choke and a damper winding the stator is connected to

нагрузкой через коммутирующие аппараты, втора  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 pi меньшее Р2В предлагаемой схеме электромашинного источника импульсов синхронный и асинхронный генераторы, имеющие общий жесткий вал, работают параллельно на нагрузку . Дл  возбуждени  асинхронного генератора используетс  синхронный генератор. Причем соотношение числа пар полюсов синхронного генератора pi и числа пар полюсов асинхронного генератора Р2 Р1обеспечивает не только устойчивое самовозбуждение асинхронного генератора,load through switching devices, the second machine is made asynchronous with a three-phase stator winding, having the number of pole pairs p2 and connected in parallel with a three-phase stator winding of a synchronous generator, having a number of pole pairs pi less than P2 , work in parallel to the load. A synchronous generator is used to drive the asynchronous generator. Moreover, the ratio of the number of pole pairs of the synchronous generator pi and the number of pole pairs of the asynchronous generator P2 P1 provides not only stable self-excitation of the asynchronous generator,

СПJoint venture

о аabout a

но и работу его в установившемс  режиме в области скольжений S, при которых значени  тока в нагрузке значительно превыша- tof номинальный ток асинхронного генератора.but also its operation in steady state in the slip region S, at which the current values in the load are significantly higher than the rated current of the asynchronous generator.

По мнению авторов, в области электромашинных источников импульсов нет эквивалентного технического решени , 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 гТарал- лельно с трехфазной обмоткой статора синхронного генератора, имеющей число пар полюсов pi меньшее ра. Совокупность новых признаков существенно измен ет свойства электромашинного источника импульсов и позвол ет достичь поставленную цель - увеличение установившегос  тока нагрузки.According to the authors, in the field of electrical machine sources of pulses there is no equivalent technical solution that would contain a combination of these distinguishing features, namely: the execution of the second machine in the form of an asynchronous stator winding with a three-phase winding, having the number of pole pairs p2 and connected in parallel with the three-phase stator winding synchronous generator having the number of pole pairs pi less than pa. The combination of new features significantly changes the properties of the electrical machine pulse source and allows us to achieve the goal - an increase in the steady-state load current.

Изобретение по сн етс  чертежами.The invention is illustrated in the drawings.

На фиг. 1 приведена принципиальна  схема электронного источника импульсов На одном из пакетов выполнен синхронный генератор, содержащий статор 1 и ротор 2, на котором размещены обмотки возбуждени  3 и демпферна  4. Его статорна  обмотка 5 соединена в звезду. На другом пакете выполнен асинхронный генератор, содержащий статор 6 и ротор 7 с короткозамкну- трй обмоткой 8. Статорна  обмотка 9 асинхронного генератора соединена в звезду . Роторы синхронного и асинхронного генераторов соединены валом 10. Статорные обмотки 5 и 9 генераторов соединены параллельно и подключаютс  коммутирующими устройствами 11 к нагрузке 12.In FIG. 1 is a schematic diagram of an electronic pulse source. One of the packages contains a synchronous generator containing a stator 1 and a rotor 2, on which excitation windings 3 and damper 4 are placed. Its stator winding 5 is connected to a star. An asynchronous generator is made on another package, comprising a stator 6 and a rotor 7 with a short-circuit winding 8. The stator winding 9 of the asynchronous generator is connected to a star. The rotors of the synchronous and asynchronous generators are connected by a shaft 10. The stator windings 5 and 9 of the generators are connected in parallel and are connected by switching devices 11 to the load 12.

На фиг. 2 показана кругова  диаграмма токов асинхронного генератора, где 0 - ток холостого хода; IH - номинальный ток генератора , lar ток асинхронного генератора при работе в области скольжений, близких к точке максимального момента Am; U - напр жение асинхронного генератора; j -- - диаметр окружности токов. XH.In FIG. 2 shows a pie chart of the currents of an asynchronous generator, where 0 is the no-load current; IH is the rated current of the generator, lar is the current of the asynchronous generator when working in the slip region close to the point of maximum torque Am; U is the voltage of the asynchronous generator; j - is the diameter of the circle of currents. Xh.

В исходном состо нии роторы 2 и 7 генераторов вращаютс  от приводного двигател  с частотой вращени  п, коммутирующие аппараты 11 разомкнуты, обмотка возбуждени  3 синхронного генератора за- питана посто нным током. Магнитный поток , создаваемый .обмоткой возбуждени , вращаетс  в пространстве с частотой вращени  ротора п и наводит в трехфазной обмотке 5  кор  синхронного генератора трехфазную симметричную систему э.д.с, частоты pi, где pi - число пар полюсовIn the initial state, the rotors 2 and 7 of the generators rotate from the drive motor with a speed n, the switching devices 11 are open, the excitation winding 3 of the synchronous generator is powered by a constant current. The magnetic flux generated by the excitation winding rotates in space with the rotor speed n and induces a three-phase symmetric emf system, frequency pi, in pi, where pi is the number of pole pairs

и and

синхронного генератора. Так как  корные обмотки синхронного и асинхронного генераторов соединены параллельно, то под действием э.д.с. синхронного генератора в обмотке  кор  9 асинхронного генератора возникают токи, создающие в воздушном зазоре вращающеес  магнитное поле. Частота вращени  магнитного пол  асинхрон ... Р1synchronous generator. Since the root windings of the synchronous and asynchronous generators are connected in parallel, under the influence of the emf synchronous generator in the winding core 9 of the asynchronous generator, currents occur, creating a rotating magnetic field in the air gap. Asynchronous magnetic field rotation frequency ... P1

ного генератора гцHZ generator

где Р2 Р2 ргwhere P2 P2 rg

число пар полюсов  корной обмотки 9 асинхронного генератора. Дл  обеспечени  режима асинхронного генератора необходимо , чтобы скорость вращени  его ротора п была больше скорости вращени the number of pole pairs of the root winding 9 of the asynchronous generator. To ensure the mode of the asynchronous generator, it is necessary that the speed of rotation of its rotor n be greater than the speed of rotation

пол  статора т. Это условие выполн етс , если число полюсов асинхронного генератора больше числа полюсов синхронного генератора pi/pa 1. Скольжение ротора асинхронного генератора относительно пол  статора равно:stator t. This condition is satisfied if the number of poles of the asynchronous generator is greater than the number of poles of the synchronous generator pi / pa 1. The slip of the rotor of the asynchronous generator relative to the polator is:

2525

QQ

П1 - ПP1 - P

шw

П-Р-1--П Р2P-P-1 - P P2

„ Р1„P1

Р1 JP2P1 JP2

- 1- 1

Р2P2

Р1 Р2P1 P2

0.0.

00

55

00

55

00

При получении импульса тока в нагрузке 12 замыкаютс  коммутирующиес  аппараты . Длительность импульса тока в нагрузке определ етс  временем включенного состо ни  аппаратов 11 и может достигать по длительности дес тков периодов э.д.с. В начальной части импульса на величину тока основное вли ние оказывают сверхпереходные и переходные составл ющие токов, которые быстро затухают. В конечной части импульса в нагрузке величина тока, в основном, определ етс  установившимис  процессами в синхронном и асинхронном генераторах и равна сум.ме установившихс  токов синхронного и асинхронного генераторов. Установившийс  ток синхронного генератора мал и по величине не может быть больше номинального тока вследствие сильного вли ни  размагничивающего действи  реакции  кор .Upon receipt of a current pulse in the load 12, the switching devices are closed. The duration of the current pulse in the load is determined by the on time of the devices 11 and can reach tens of periods of emf from the duration In the initial part of the pulse, the supercurrent and transient components of the currents, which rapidly decay, have the main effect on the current value. In the final part of the pulse in the load, the current value is mainly determined by steady-state processes in synchronous and asynchronous generators and is equal to the sum of the steady-state currents of synchronous and asynchronous generators. The steady-state current of the synchronous generator is small and cannot be larger than the rated current due to the strong influence of the demagnetizing effect of the core reaction.

Установившийс  ток асинхронного генератора определ етс  величиной скольжени . Выбором соотношений пар полюсов синхронного и асинхронного генераторов Р1/Р2 1 можно обеспечить работу асинхронного генератора при таком скольжении 5 S, при котором значение тока асинхронного генератора 1аг значительно больше его номинального тока 1Н (фиг. 2.). Так как роторы генераторов расположены на одном валу, то величина скольжени  в процессе работы не мен етс , что обеспечивает при заданнойThe steady state current of the asynchronous generator is determined by the amount of slip. By choosing the ratio of the pairs of poles of the synchronous and asynchronous generators P1 / P2 1, it is possible to ensure the operation of the asynchronous generator with such a slip of 5 S, in which the current value of the asynchronous generator 1AG is much greater than its rated current 1H (Fig. 2.). Since the rotors of the generators are located on the same shaft, the slip value during operation does not change, which provides for a given

частоте вращени  п неизменность токаrotational speed n constant current

fSfS

асинхронного генератора. Токи асинхронного и синхронного генераторов суммиру сь , определ ют ток в нагрузке 12.asynchronous generator. The currents of the asynchronous and synchronous generators add up to determine the current in the load 12.

Предлагаемый электромашинный источник импульсов имеет большее значение установившегос  тока в нагрузке по сравнению с известными, в том числе с прототипом . Это достигаетс  за счет выполнени  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.The proposed electrical machine pulse source has a greater value of the steady-state current in the load in comparison with the known, including the prototype. This is achieved by designing the second machine in the form of an asynchronous generator operating on sliding, providing power to the load with a current exceeding significantly the rated current of the generator. The use of the proposed electric machine source of pulses is especially effective in mobile autonomous systems with its drive from the power take-off shaft.

Claims (1)

Формула изобретени The claims Электромашинный источник импульсов , содержащий две электрические машины , расположенные на одном валу, одна из которых  вл етс  синхронным генератором , содержащим статор с обмоткой, ротор с обмоткой возбуждени  посто нного тока и демпферной обмоткой, статор соединен сAn electrical machine pulse source containing two electrical machines located on one shaft, one of which is a synchronous generator containing a stator with a winding, a rotor with a DC excitation winding and a damper winding, the stator is connected to нагрузкой через коммутирующие аппараты, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  установившегос  тока нагрузки, друга  машина выполнена асинхронной с трехфазной обмоткой статора, имеющейload through switching devices, characterized in that, in order to increase the steady-state load current, the other machine is made asynchronous with a three-phase stator winding having число пар полюсов р2 соединенной параллельно с трехфазной обмоткой стат ора синхронного генератора, имеющей число пар полюсов pi, меньшее Р2.the number of pole pairs p2 connected in parallel with the three-phase winding of the synchronous generator stator, having the number of pole pairs pi less than P2. /////////////// /////////////// JL..JL ..
SU914915335A 1991-02-28 1991-02-28 Electric machine source of pulses RU1800560C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914915335A RU1800560C (en) 1991-02-28 1991-02-28 Electric machine source of pulses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914915335A RU1800560C (en) 1991-02-28 1991-02-28 Electric machine source of pulses

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1800560C true RU1800560C (en) 1993-03-07

Family

ID=21562812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914915335A RU1800560C (en) 1991-02-28 1991-02-28 Electric machine source of pulses

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1800560C (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU195699U1 (en) * 2019-09-27 2020-02-04 Евгений Николаевич Коптяев PERMANENT MAGNET GENERATOR

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 320925, кл. Н 03 К 3/82, 1970. Авторское свидетельство СССР №400955, кл.Н 02 К 19/00, 1971. Авторское свидетельство СССР №347900, Н 03 К 3/82, 1970. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU195699U1 (en) * 2019-09-27 2020-02-04 Евгений Николаевич Коптяев PERMANENT MAGNET GENERATOR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Naoe et al. Trial production of a hybrid excitation type synchronous machine
Schifer et al. Core loss in buried magnet permanent magnet synchronous motors
Jang et al. Design and analysis of high speed slotless PM machine with Halbach array
JPS5622595A (en) Controller for torque of induction motor
Ye et al. A novel multi-unit out-rotor homopolar inductor machine for flywheel energy storage system
Fu et al. A unified theory of flux-modulated electric machines
KR920704401A (en) Multiple stator induction synchronous motor
Lipo Advanced Motor Technologies: Converter Fed Machines (CFMs)
RU1800560C (en) Electric machine source of pulses
Binns et al. Major design parameters of a solid canned permanent magnet motor with skewed magnets
RU2143777C1 (en) Contactless permanent-magnet machine
US20010002777A1 (en) Single phase autonomous generator with DC excitation
Nonaka et al. Analysis of brushless four-pole three-phase synchronous generator without exciter by the finite element method
Dmitrievskii et al. Design and mathematical modeling of gearless smc flux reversal generator for wind turbine
Nonaka et al. Low-speed drive of PWM-VSI-fed brushless self-excited synchronous motor
Nonaka et al. Variable-speed control of brushless half-speed synchronous motor by voltage source inverter
US3543038A (en) Electrical apparatus for slowly turning the rotor of an electrical machine
Mupambireyi et al. High phase number induction motor drives for battery applications
Humza et al. Brushless Wound Rotor Vernier Motor Using Single-Phase Additional Winding on Stator for Variable Speed Applications
US20240022196A1 (en) Electric machine with magnetic flux modulated at high frequency
SU1753549A1 (en) One-pole induction motor
SU1275673A1 (en) D.c.electric gear-motor
SU1661932A1 (en) Electric machine converter
Abareshi et al. Alternative design of high torque density two-phase brushless direct current motor
Sun et al. Design and characterization of a concentrated winding based two-phase brushless exciter for aircraft wound-rotor synchronous starter/generator