RU72369U1 - CONTACTLESS TWO-STAGE COMPRESSION GENERATOR - Google Patents

CONTACTLESS TWO-STAGE COMPRESSION GENERATOR Download PDF

Info

Publication number
RU72369U1
RU72369U1 RU2007114351/22U RU2007114351U RU72369U1 RU 72369 U1 RU72369 U1 RU 72369U1 RU 2007114351/22 U RU2007114351/22 U RU 2007114351/22U RU 2007114351 U RU2007114351 U RU 2007114351U RU 72369 U1 RU72369 U1 RU 72369U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
winding
additional
switch
load
working winding
Prior art date
Application number
RU2007114351/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Васильевич Носов (RU)
Геннадий Васильевич Носов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет
Priority to RU2007114351/22U priority Critical patent/RU72369U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU72369U1 publication Critical patent/RU72369U1/en

Links

Abstract

Бесконтактный двухкаскадный компрессионный генератор, содержащий импульсный источник возбуждения с первым коммутатором, явнополюсный ферромагнитный статор с рабочей обмоткой, размещенной в открытых пазах между полюсами, параллельно которой подключена через второй коммутатор нагрузка, монолитный ротор из проводящего электрический ток материала с зубцами, между которыми закреплены магнитопроводы, число которых равно числу пар полюсов (р) рабочей обмотки, где р=2, 3, 4 и т.д., отличающийся тем, что на статоре размещена дополнительная обмотка возбуждения с тем же числом пар полюсов (р) в дополнительных открытых пазах, которые смещены по отношению к пазам рабочей обмотки на угол 180°/р, при этом параллельно дополнительной обмотке возбуждения подключены через первый коммутатор импульсный источник возбуждения и через дополнительный коммутатор рабочая обмотка со вторым коммутатором и нагрузкой.A non-contact two-stage compression generator containing a pulsed excitation source with a first commutator, an explicit pole ferromagnetic stator with a working winding located in open grooves between the poles, in parallel with which a load is connected via a second commutator, a monolithic rotor made of an electrically conductive material with teeth, between which magnetic circuits are fixed, the number of which is equal to the number of pole pairs (p) of the working winding, where p = 2, 3, 4, etc., characterized in that an additional winding is placed on the stator and excitations with the same number of pole pairs (p) in additional open grooves that are offset relative to the grooves of the working winding by an angle of 180 ° / r, while in parallel with the additional excitation winding, a pulse excitation source and through an additional switch the working winding are connected through the additional commutator with a second switch and load.

Description

Полезная модель относится к области электромашинных генераторов параметрического типа с периодически изменяющимися при вращении ротора индуктивностями обмоток статора и может быть использована для частотного питания электрофизических установок мощными импульсами тока с амплитудой до 1 МА и более, например, для питания индуктивной нагрузки, такой как обмотки электромашинного генератора, индуктивного накопителя или электромагнита ускорителя.The utility model relates to the field of parametric type electric machine generators with stator winding inductances periodically changing as the rotor rotates and can be used to frequency power electrophysical installations with powerful current pulses with an amplitude of up to 1 MA or more, for example, to power an inductive load, such as windings of an electric machine generator , inductive storage or accelerator electromagnet.

Известен бесконтактный компрессионный генератор [Invited the compensated pulsed alternator program - a review / W.L.Bird, W.F.Weldon, B.M.Carder, R.J.Foley - Proceedings of 3 rd IEEE International Pulsed Power Conference, Albuquerque, June 1981, p.134-141], содержащий явнополюсный ферромагнитный статор с одной рабочей обмоткой, размещенной в открытых пазах между полюсами, и монолитный ротор из проводящего электрический ток материала с зубцами, число которых равно числу пар полюсов обмотки. При вращении ротора индуктивность обмотки за счет ее экранирования зубцами ротора периодически изменяется, причем в момент минимума индуктивности (Lmin) магнитный поток вытесняется в область обмотки, а в момент максимума индуктивности обмотки (Lmax) магнитный поток проходит значительный путь по воздуху между полюсами статора и для его создания требуется большой ток.Known non-contact compression generator [Invited the compensated pulsed alternator program - a review / WLBird, WFWeldon, BMCarder, RJFoley - Proceedings of 3 rd IEEE International Pulsed Power Conference, Albuquerque, June 1981, p.134-141] containing a clearly polar ferromagnetic stator with one working winding, placed in open grooves between the poles, and a monolithic rotor of conductive material with teeth, the number of which is equal to the number of pairs of poles of the winding. When the rotor rotates, the inductance of the winding due to its screening by the teeth of the rotor periodically changes, and at the time of the minimum inductance (L min ) the magnetic flux is displaced to the region of the winding, and at the time of the maximum inductance of the winding (L max ) the magnetic flux passes a significant path through the air between the stator poles and to create it requires a lot of current.

Недостатками этого генератора являются значительная мощность источника возбуждения, которая связана с большими величинами тока, и незначительная кратность изменения индуктивности обмотки (N=Lmax/Lmin<10), что ограничивает генерируемую мощность.The disadvantages of this generator are the significant power of the excitation source, which is associated with large currents, and the insignificant rate of change in the inductance of the winding (N = L max / L min <10), which limits the generated power.

Наиболее близким техническим решением является бесконтактный компрессионный генератор, выбранный в качестве прототипа [Патент RU №60807, МПК Н02K 57/00. - Опубл. 27.01.2007. Бюл. №3], содержащий явнополюсный ферромагнитный статор с одной рабочей обмоткой, размещенной в открытых пазах между полюсами, и монолитный ротор из проводящего электрический ток материала с зубцами, между которыми закреплены магнитопроводы, число которых равно числу пар полюсов обмотки. Параллельно рабочей The closest technical solution is a non-contact compression generator selected as a prototype [Patent RU No. 60807, IPC Н02K 57/00. - Publ. 01/27/2007. Bull. No. 3], containing an explicitly polar ferromagnetic stator with one working winding placed in open grooves between the poles, and a monolithic rotor made of conductive material with teeth, between which magnetic circuits are fixed, the number of which is equal to the number of pairs of winding poles. Parallel to the working

обмотке подключены через первый коммутатор импульсный источник возбуждения и через второй коммутатор нагрузка. Благодаря наличию магнитопроводов значительно уменьшается путь магнитного потока по воздуху в момент максимума индуктивности обмотки статора (Lmax), что приводит к уменьшению тока и мощности импульсного источника возбуждения, а также к увеличению генерируемой мощности импульсов тока в нагрузке за счет повышения кратности изменения индуктивности (N).the winding is connected through the first switch to a pulsed excitation source and through the second switch the load. Due to the presence of magnetic circuits, the path of the magnetic flux through the air at the instant of maximum stator winding inductance (L max ) is significantly reduced, which leads to a decrease in the current and power of the pulsed excitation source, as well as to an increase in the generated power of current pulses in the load due to an increase in the multiplicity of change in inductance (N )

Недостатком прототипа является недостаточная для ряда нагрузок генерируемая мощность и амплитуда импульсов тока.The disadvantage of the prototype is insufficient for a number of loads generated power and the amplitude of the current pulses.

Задачей полезной модели является существенное повышение генерируемой мощности и амплитуды импульсов тока в нагрузке при сохранении незначительной мощности импульсного источника возбуждения.The objective of the utility model is to significantly increase the generated power and amplitude of the current pulses in the load while maintaining a small power of the pulsed excitation source.

Это достигается тем, что в бесконтактном двухкаскадном компрессионном генераторе, также как в прототипе, содержится импульсный источник возбуждения с первым коммутатором, явнополюсный ферромагнитный статор с рабочей обмоткой, размещенной в открытых пазах между полюсами, параллельно которой подключена через второй коммутатор нагрузка, монолитный ротор из проводящего электрический ток материала с зубцами, между которыми закреплены магнитопроводы, число которых равно числу пар полюсов (р) рабочей обмотки. Согласно полезной модели на статоре размещена дополнительная обмотка возбуждения с тем же числом пар полюсов (р=2, 3, 4 и т.д.) в дополнительных открытых пазах, которые смещены по отношению к пазам рабочей обмотки на угол 180°/р. Параллельно дополнительной обмотке возбуждения подключены через первый коммутатор импульсный источник возбуждения и через дополнительный коммутатор рабочая обмотка со вторым коммутатором и нагрузкой.This is achieved by the fact that the non-contact two-stage compression generator, as well as in the prototype, contains a pulsed excitation source with a first commutator, an explicit pole ferromagnetic stator with a working winding located in open grooves between the poles, in parallel with which a load is connected via a second commutator, a monolithic rotor from a conducting the electric current of the material with teeth between which the magnetic cores are fixed, the number of which is equal to the number of pole pairs (p) of the working winding. According to a utility model, an additional field winding with the same number of pole pairs (p = 2, 3, 4, etc.) is placed on the stator in additional open grooves that are offset relative to the grooves of the working winding by an angle of 180 ° / r. Parallel to the additional field winding, a pulse excitation source and a working winding with the second switch and the load are connected through the additional switch.

Достигаемый результат поясним при импульсном питании индуктивной нагрузки LH без учета активных сопротивлений обмоток генератора и нагрузки. Примем, что при замыкании первого коммутатора в момент t=0 импульсный источник возбуждения генерирует на интервале времени 0≤t≤2t0 импульс тока возбуждения генератора (фиг.1, кривая 1)The achieved result will be explained with a pulsed power supply of the inductive load L H without taking into account the active resistances of the generator windings and the load. We assume that when the first switch is closed at time t = 0, the pulse excitation source generates a pulse of the generator excitation current in the time interval 0≤t≤2t 0 (Fig. 1, curve 1)

где Im0 - максимальное значение тока возбуждения i0(t).where I m0 is the maximum value of the excitation current i 0 (t).

Конструкция бесконтактного двухкаскадного компрессионного генератора такова, что в момент максимального значения индуктивности (Lmax1) дополнительной обмотки возбуждения индуктивность рабочей обмотки принимает минимальное значение (Lmin2) и наоборот, т.е. индуктивности обмоток при вращении ротора периодически изменяются и смещены во времени одна относительно другой на угол равный 180 электрических градусов. Поэтому индуктивности дополнительной обмотки возбуждения L1(t) и рабочей обмотки L2(t) генератора при вращении ротора изменяются во времени t с периодом T=2π/ω и с учетом постоянной составляющей и первой гармоники такThe design of the non-contact two-stage compression generator is such that at the time of the maximum inductance value (L max1 ) of the additional field winding, the inductance of the working winding takes the minimum value (L min2 ) and vice versa, i.e. the inductance of the windings during rotation of the rotor periodically change and are shifted in time one relative to another by an angle equal to 180 electrical degrees. Therefore, the inductances of the additional field winding L 1 (t) and the working winding L 2 (t) of the generator during rotation of the rotor change in time t with a period T = 2π / ω and taking into account the constant component and the first harmonic,

L1(t)=L01[1+m1cosω(t-t0)];L 1 (t) = L 01 [1 + m 1 cosω (tt 0 )];

L2(t)=L02[1-m2cosω(t-t0)],L 2 (t) = L 02 [1-m 2 cosω (tt 0 )],

где ; - коэффициенты модуляции индуктивностей обмоток;Where ; - modulation coefficients of the inductances of the windings;

L01=(Lmax1+Lmin1)/2; L02=(Lmах2+Lmin2)/2 - средние значения индуктивностей обмоток;L 01 = (L max1 + L min1 ) / 2; L 02 = (L max2 + L min2 ) / 2 - the average values of the inductances of the windings;

N1=Lmax1/Lmin1; N2=Lmax2/Lmin2 - кратности изменения индуктивностей обмоток;N 1 = L max1 / L min1 ; N 2 = L max2 / L min2 - the rate of change of the inductances of the windings;

ω=2πpf - угловая частота, определяемая частотой вращения ротора f и числом пар полюсов р обмоток.ω = 2πpf is the angular frequency determined by the rotor speed f and the number of pole pairs p of the windings.

1. Рассмотрим первый интервал времени 0≤t≤t0, когда в момент t=0 замыкается первый коммутатор при разомкнутых втором и дополнительном коммутаторах. На этом интервале времени ток в дополнительной обмотке возбуждения генератора i1(t) будет равен току возбуждения i0(t), т.е. i1(t)=i0(t) (фиг.1, кривая 2 на интервале 0≤t/T≤0,1). В момент времени t=t0, когда индуктивность дополнительной обмотки и ток возбуждения максимальны, начальная энергия, запасаемая в магнитном поле дополнительной обмотки, будет равна1. Consider the first time interval 0≤t≤t 0 , when at the moment t = 0 the first switch closes with the second and additional switches open. At this time interval, the current in the additional excitation winding of the generator i 1 (t) will be equal to the excitation current i 0 (t), i.e. i 1 (t) = i 0 (t) (Fig. 1, curve 2 in the interval 0≤t / T≤0.1). At time t = t 0 , when the inductance of the additional winding and the excitation current are maximum, the initial energy stored in the magnetic field of the additional winding will be equal to

2. Рассмотрим второй интервал времени t0≤t≤2t0, когда в момент t=t0 замыкается дополнительный коммутатор при замкнутом первом и разомкнутом втором коммутаторах. Совместное решение уравнений2. Consider the second time interval t 0 ≤t≤2t 0 , when at the moment t = t 0 an additional switch closes when the first and open second switches are closed. Joint solution of equations

при известных начальных условияхunder known initial conditions

i0(t0)=Im0; i1(t0)=Im0; i2(t0)=0i 0 (t 0 ) = I m0 ; i 1 (t 0 ) = I m0 ; i 2 (t 0 ) = 0

позволяет определить ток в дополнительной обмотке возбуждения (фиг.1, кривая 2 на интервале 0,1≤t/T≤0,2)allows you to determine the current in the additional field winding (Fig. 1, curve 2 in the interval 0.1≤t / T≤0.2)

и ток в рабочей обмотке генератора (фиг.1, кривая 3 на интервале 0,1≤t/T≤0,2)and current in the working winding of the generator (Fig. 1, curve 3 in the interval 0.1≤t / T≤0.2)

3. Рассмотрим третий интервал времени 2t0≤t≤t0+π/ω, когда в момент t=2t0 при i0(2t0)=0 первый коммутатор размыкается и отключает источник возбуждения, причем дополнительный коммутатор замкнут, а второй коммутатор разомкнут.При i1(t)=i2(t) из решения уравнения (1) при известных начальных условиях3. Consider the third time interval 2t 0 ≤t≤t 0 + π / ω, when at time t = 2t 0 for i 0 (2t 0 ) = 0, the first switch opens and disconnects the excitation source, with the additional switch closed and the second switch For i 1 (t) = i 2 (t) from the solution of equation (1) under known initial conditions

определяем токи в обмотках генератора (фиг.1, кривые 2 и 3 на интервале 0,2≤t/T≤0,6)determine the currents in the windings of the generator (figure 1, curves 2 and 3 in the interval 0.2≤t / T≤0.6)

В момент времени t=t0+π/ω, когда индуктивность дополнительной обмотки возбуждения минимальна (Lmin1), а рабочей обмотки максимальна (Lmax2), находим значения токовAt time t = t 0 + π / ω, when the inductance of the additional field winding is minimal (L min1 ) and the working winding is maximum (L max2 ), we find the current values

и энергию, запасаемую в магнитном поле рабочей обмоткиand energy stored in the magnetic field of the working winding

которая будет наибольшей при Lmax2=Lmin1 и равнойwhich will be the largest at L max2 = L min1 and equal to

4. Рассмотрим четвертый интервал времени t0+π/ω≤t≤t0+3π/ω, когда в момент t=t0+π/ω замыкается второй коммутатор, причем дополнительный коммутатор замкнут, а первый коммутатор разомкнут.Из совместного решения уравнения (1) и уравнений4. Consider the fourth time interval t 0 + π / ω≤t≤t 0 + 3π / ω, when at the moment t = t 0 + π / ω the second switch closes, and the additional switch is closed and the first switch is open. equations (1) and equations

при известных начальных условияхunder known initial conditions

i1(t0+π/ω)=Im1; i2(t0+π/ω)=Im1; i3(t0+π/ω)=0i 1 (t 0 + π / ω) = I m1 ; i 2 (t 0 + π / ω) = I m1 ; i 3 (t 0 + π / ω) = 0

определяем ток в индуктивной нагрузке LH (фиг.1, кривая 4 на интервале 0,6≤t/T≤1,6)determine the current in the inductive load L H (Fig. 1, curve 4 in the interval 0.6≤t / T≤1.6)

а также ток в дополнительной обмотке возбуждения (фиг.1, кривая 2 на интервале 0,6≤t/T≤1,6)and also the current in the additional field winding (Fig. 1, curve 2 in the interval 0.6≤t / T≤1.6)

и ток в рабочей обмотке (фиг.1, кривая 3 на интервале 0,6≤t/T≤1,6)and the current in the working winding (Fig. 1, curve 3 in the interval 0.6≤t / T≤1.6)

В момент времени t=t0+2π/ω, когда индуктивность дополнительной обмотки возбуждения максимальна (Lmax1), а рабочей обмотки минимальна (Lmin2), находим амплитудное значение тока в нагрузкеAt time t = t 0 + 2π / ω, when the inductance of the additional field winding is maximum (L max1 ), and the working winding is minimum (L min2 ), we find the amplitude value of the current in the load

а также максимум энергии, запасаемой в магнитном поле нагрузкиas well as the maximum energy stored in the magnetic field of the load

которая будет наибольшей при индуктивности нагрузкиwhich will be greatest at load inductance

и составит при Lmax2=Lmin1 и Lmax1≫Lmin2 and will be at L max2 = L min1 and L max1 ≫ L min2

причемmoreover

LH≈Lmin2; L H ≈L min2 ;

В свою очередь прототип при питании индуктивной нагрузки LH=Lmin2 и при тех же значениях начальной энергии W0 и максимума тока возбуждения Im0 имеетIn turn, the prototype when feeding an inductive load L H = L min2 and with the same values of the initial energy W 0 and the maximum excitation current I m0 has

; ;

Таким образом, получаемThus, we obtain

; , ; ,

т.е. заявляемый бесконтактный двухкаскадный компрессионный генератор имеет в N1/4 раза большую энергию и в N1/2 раза большую амплитуду импульса тока в нагрузке, а, значит, и большую мощность импульсов по сравнению с прототипом при той же мощности возбуждения. При этом числа витков обмоток выбираются так, чтобы минимальная индуктивность дополнительной обмотки возбуждения (Lmin1) была равна максимальной индуктивности рабочей обмотки (Lmax2).those. claimed contactless two-stage compression generator has N 1/4 times greater energy and N to 1/2 times the amplitude of the current pulse in the load and, consequently, high power pulses compared with the prior art with the same drive power. The number of turns of the windings is chosen so that the minimum inductance of the additional field winding (L min1 ) is equal to the maximum inductance of the working winding (L max2 ).

На фиг.1 изображены расчетные кривые токов бесконтактного двухкаскадного компрессионного генератора. На фиг.2 схематически изображен бесконтактный двухкаскадный компрессионный генератор с четырьмя парами полюсов (р=4) при положении ротора, когда индуктивность дополнительной обмотки возбуждения максимальна, рабочей обмотки - минимальна. На фиг.3 приведена электрическая схема бесконтактного двухкаскадного компрессионного генератора.Figure 1 shows the calculated current curves of a non-contact two-stage compression generator. Figure 2 schematically shows a non-contact two-stage compression generator with four pairs of poles (p = 4) with the rotor position, when the inductance of the additional field winding is maximum, the working winding is minimal. Figure 3 shows the electrical diagram of a non-contact two-stage compression generator.

Бесконтактный двухкаскадный компрессионный генератор (фиг.2) содержит корпус 1, явнополюсный ферромагнитный статор 2 с дополнительной обмоткой возбуждения 3 и рабочей обмоткой 4, монолитный ротор 5 из проводящего электрический ток материала с зубцами, между которыми закреплены магнитопроводы 6, а также вал 7. Дополнительная обмотка возбуждения 3 и рабочая обмотка 4 имеют одинаковое число пар полюсов (р=2, 3, 4 и т.д.) и размещены в открытых пазах статора, причем пазы дополнительной обмотки возбуждения 3 смещены относительно пазов рабочей обмотки 4 на угол 180°/р. Для уменьшения потерь энергии на вихревые токи явнополюсный ферромагнитный статор 2 и магнитопроводы 6 ротора 5 изготовляются шихтованными, т.е. набранными из отдельных изолированных листов электротехнической стали.The non-contact two-stage compression generator (Fig. 2) contains a housing 1, an explicitly polar ferromagnetic stator 2 with an additional field winding 3 and a working winding 4, a monolithic rotor 5 made of conductive material with teeth, between which magnetic circuits 6 are fixed, and also shaft 7. Additional the field winding 3 and the working winding 4 have the same number of pole pairs (p = 2, 3, 4, etc.) and are placed in the open grooves of the stator, and the grooves of the additional field winding 3 are offset relative to the grooves of the working winding 4 at an angle of 180 ° / r. In order to reduce the energy losses due to eddy currents, the explicit pole ferromagnetic stator 2 and the magnetic circuits 6 of the rotor 5 are manufactured in batch mode, i.e. recruited from separate insulated sheets of electrical steel.

Электрическая схема бесконтактного двухкаскадного компрессионного генератора (фиг.3) содержит дополнительную обмотку возбуждения 3 и рабочую обмотку 4, импульсный источник возбуждения 8 (И), первый коммутатор 9, дополнительный коммутатор 10, второй коммутатор 11 и нагрузку 12 (Н). причем параллельно дополнительной обмотке возбуждения The electrical circuit of a non-contact two-stage compression generator (Fig. 3) contains an additional field winding 3 and a working winding 4, a pulsed field source 8 (I), a first switch 9, an additional switch 10, a second switch 11, and a load 12 (N). and parallel to the additional field winding

3 подключены через первый коммутатор 9 импульсный источник возбуждения 8 (И) и через дополнительный коммутатор 10 рабочая обмотка 4, параллельно которой подключен второй коммутатор 11 с нагрузкой 12 (Н). В качестве импульсного источника возбуждения 8 (И) может быть выбрана заряженная от внешнего источника конденсаторная батарея, а в качестве нагрузки 12 (Н) может быть выбран, например, индуктивный накопитель энергии (катушка индуктивности).3 are connected via a first switch 9, a pulse excitation source 8 (I) and through an additional switch 10 a working winding 4, in parallel with which a second switch 11 is connected with a load of 12 (N). A capacitor bank charged from an external source can be selected as a pulse excitation source 8 (I), and, for example, an inductive energy storage device (inductor) can be selected as a load 12 (N).

Бесконтактный двухкаскадный компрессионный генератор работает следующим образом. Внешним приводным двигателем ротор 5 генератора раскручивается до определенного числа оборотов. Коммутаторы 9, 10 и 11 разомкнуты. В момент близкий к максимуму индуктивности дополнительной обмотки возбуждения 3 первый коммутатор 9 замыкается и импульсный источник возбуждения 8 (И) генерирует в дополнительной обмотке возбуждения 3 импульс тока возбуждения i0. Далее в момент максимума индуктивности дополнительной обмотки возбуждения 3 замыкается дополнительный коммутатор 10 и рабочая обмотка 4 подключается параллельно дополнительной обмотке возбуждения 3. За счет изменяющихся индуктивностей обмоток 3 и 4 начинают нарастать токи в этих обмотках i1 и i2, причем в момент, когда ток возбуждения i0 становится равным нулю, размыкается первый коммутатор 9 и импульсный источник 8 (И) отключается. Далее в момент максимума индуктивности рабочей обмотки 4, когда токи i1=i2 максимальны, замыкается второй коммутатор 11, который подключает параллельно рабочей обмотке 4 нагрузку 12 (Н). За счет изменяющейся индуктивности рабочей обмотки 4 в нагрузке 12 (Н) генерируется импульс тока i3. В момент, когда ток i3 становится равным нулю, второй коммутатор 11 размыкается и отключает нагрузку 12 (Н). Далее, когда токи i1=i2 обмоток 3 и 4 генератора становятся близкими к нулю, размыкается дополнительный коммутатор 10. Схема генератора (фиг.3) приходит в исходное состояние и генератор готов к генерированию следующего импульса тока i3 в нагрузке 12 (H).Non-contact two-stage compression generator operates as follows. An external drive motor rotor 5 of the generator spins up to a certain speed. Switches 9, 10, and 11 are open. At a moment close to the maximum inductance of the additional field winding 3, the first switch 9 is closed and the pulse excitation source 8 (I) generates an excitation current pulse i 0 in the additional field winding 3. Further, at the moment of maximum inductance of the additional field winding 3, the additional switch 10 closes and the working winding 4 is connected in parallel with the additional field winding 3. Due to the changing inductances of the windings 3 and 4, the currents in these windings i 1 and i 2 begin to increase, and at the moment when the current excitation i 0 becomes equal to zero, the first switch 9 is opened, and the pulse source 8 (I) is turned off. Further, at the instant of maximum inductance of the working winding 4, when the currents i 1 = i 2 are maximum, the second switch 11 is closed, which connects the load 12 (N) in parallel to the working winding 4. Due to the changing inductance of the working winding 4 in the load 12 (N), a current pulse i 3 is generated. At the moment when the current i 3 becomes equal to zero, the second switch 11 is opened and disconnects the load 12 (N). Further, when the currents i 1 = i 2 of the windings 3 and 4 of the generator become close to zero, the additional switch 10 opens. The generator circuit (Fig. 3) returns to its initial state and the generator is ready to generate the next current pulse i 3 in the load 12 (H )

Полезная модель по сравнению с прототипом на основании расчетов и экспериментальных исследований, проведенных автором, имеет при той же мощности импульсного источника возбуждения примерно в три раза большую энергию и мощность генерируемых в нагрузке импульсов тока.The utility model, in comparison with the prototype, based on calculations and experimental studies conducted by the author, has at the same power of a pulsed excitation source approximately three times more energy and power of current pulses generated in a load.

Данная полезная модель реализована в виде бесконтактного двухкаскадного компрессионного генератора массой 500 кг (N1=30; N2=10) с тиристорными коммутаторами для импульсно-частотного питания индуктивной нагрузки. Этот генератор имеет This utility model is implemented as a non-contact two-stage compression generator weighing 500 kg (N 1 = 30; N 2 = 10) with thyristor switches for pulse-frequency power supply of inductive load. This generator has

импульсную мощность 58 МВт при амплитуде импульсов тока в нагрузке до 300 кА и частоте следования импульсов до 100 Гц.pulse power of 58 MW with an amplitude of current pulses in a load of up to 300 kA and a pulse repetition rate of up to 100 Hz.

Claims (1)

Бесконтактный двухкаскадный компрессионный генератор, содержащий импульсный источник возбуждения с первым коммутатором, явнополюсный ферромагнитный статор с рабочей обмоткой, размещенной в открытых пазах между полюсами, параллельно которой подключена через второй коммутатор нагрузка, монолитный ротор из проводящего электрический ток материала с зубцами, между которыми закреплены магнитопроводы, число которых равно числу пар полюсов (р) рабочей обмотки, где р=2, 3, 4 и т.д., отличающийся тем, что на статоре размещена дополнительная обмотка возбуждения с тем же числом пар полюсов (р) в дополнительных открытых пазах, которые смещены по отношению к пазам рабочей обмотки на угол 180°/р, при этом параллельно дополнительной обмотке возбуждения подключены через первый коммутатор импульсный источник возбуждения и через дополнительный коммутатор рабочая обмотка со вторым коммутатором и нагрузкой.
Figure 00000001
A non-contact two-stage compression generator containing a pulsed excitation source with a first commutator, an explicit pole ferromagnetic stator with a working winding located in open grooves between the poles, in parallel with which a load is connected via a second commutator, a monolithic rotor made of conductive material with teeth, between which magnetic circuits are fixed, the number of which is equal to the number of pole pairs (p) of the working winding, where p = 2, 3, 4, etc., characterized in that an additional winding is placed on the stator and excitations with the same number of pole pairs (p) in additional open grooves that are offset relative to the grooves of the working winding by an angle of 180 ° / r, while in parallel with the additional excitation winding, a pulse excitation source and through an additional switch the working winding are connected through the additional commutator with a second switch and load.
Figure 00000001
RU2007114351/22U 2007-04-16 2007-04-16 CONTACTLESS TWO-STAGE COMPRESSION GENERATOR RU72369U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007114351/22U RU72369U1 (en) 2007-04-16 2007-04-16 CONTACTLESS TWO-STAGE COMPRESSION GENERATOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007114351/22U RU72369U1 (en) 2007-04-16 2007-04-16 CONTACTLESS TWO-STAGE COMPRESSION GENERATOR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU72369U1 true RU72369U1 (en) 2008-04-10

Family

ID=48235279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007114351/22U RU72369U1 (en) 2007-04-16 2007-04-16 CONTACTLESS TWO-STAGE COMPRESSION GENERATOR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU72369U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Performance characteristics and preliminary analysis of low cost tubular linear switch reluctance generator for direct drive WEC
Ye et al. Optimal design and experimental research of a capacitor-charging pulsed alternator
CN104065223A (en) Large-capacity high-speed switch reluctance motor
Ogunjuyigbe et al. Analysis of synchronous reluctance machine with magnetically coupled three-phase windings and reactive power compensation
RU2529306C1 (en) Electromechanical transmission
Cheng et al. Design and simulation of a new brushless doubly-fed pulsed alternator for high-energy pulsed lasers
Yu et al. Analysis of a novel excitation compensated homopolar inductor alternator used for capacitor charge power supply
RU72369U1 (en) CONTACTLESS TWO-STAGE COMPRESSION GENERATOR
Wadibhasme et al. Review of various methods in improvement in speed, power & efficiency of induction motor
Pratap et al. Compensation in pulsed alternators
RU75260U1 (en) NON-CONTACT TRANSFORMER COMPRESSION GENERATOR
US3683268A (en) Brushless rotary electric machine
RU132274U1 (en) 3-WAY COMPRESSION GENERATOR
RU2339147C1 (en) Electrical machine
RU65313U1 (en) CONTROL DIAGRAM FOR UNIPOLAR COMPRESSION GENERATOR
RU60807U1 (en) CONTACTLESS COMPRESSION GENERATOR
RU2211519C2 (en) Welding induction generator
RU156058U1 (en) CONTACTLESS VENT-COMPRESSION GENERATOR
RU2498483C2 (en) Autonomous induction generator with bipolar stator winding
CN207868889U (en) A kind of structure stator of impulse generator
RU2279173C2 (en) Inductor engine (variants)
RU166265U1 (en) PULSE GENERATOR
CN220857942U (en) Pulse power supply based on electric and power generation integrated superconducting inductor motor
RU2585279C1 (en) Magnetoelectric machine
Petru et al. Experimental stand for the study of a three-phase synchronous generator with permanent super magnets

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20080417