SU95095A1 - Импульсный синхронный генератор - Google Patents

Description

Получение электрического напр н ени  в форме периодических импульсов от электрических машин , выполненных по типу обычного синхронного генератора, может быть достигнуто, например, путем соответствующего уменьшени  длины полюсной дуги индуктора по сравнению с длиной полюсного делени  генератора. , Однако такие генераторы способны давать только одинаковую форму и амплитуду импульсов напр жени  той и другой пол рности .

Между тем дл  питани  р да потребителей электрической энергии требуетс  ограничение амплитуды импульсов обратной пол рности . В качестве таких потребителей можно назвать установки дл  электроискровой обработки металлов. Дл  этих установок величина амплитуды обратных импульсов напр жени  не должна превышать 25-ЗО /о от амплитуды пр мых (рабочих) импульсов, поскольку больша  величина обратного напр жени  приводит к увеличению износа рабочего инструмента .

Удовлетворение этих требований может быть достигнуто путем применени  выпр мительных устройств , однако это св зано с усложнением, удорожанием и уменьшением надежности работы питаюпхего агрегата.

Насто ш,ее изобретение позвол ет решить задачу получени  различных по амплитуде пр мых и обратных (положительных и отрицательных ) электрических импульсов без применени  каких бы то ни было выпр мительных или коммутационных устройств при помощи синхронного генератора. Зто улучшает технико-экономические показатели и эксплуатационные свойства питающих агрегатов . Предлагаемый импульсный синхронный генератор однофазного или многофазного тока выполн етс  по тину обычных генераторов с индуктором переменно-полюсного типа, возбуждаюш,им машину при помощи электромагнита или посто нного магнита, и с  корной (статорноГ) обмоткой, имеющей , укороченный шаг. Отличительной особ.енностью данного генератора

 вл етс  выполнение полюсных наконечников индуктора несимметричными относительно осей полюсов , а воздушного зазора п машине -переменным по окружности . Подобное выполнение индуктора позвол ет получить от ма , шины переменный ток с различн ,1ми по аДШлитуде положительными и отрицательными импульсами (полуволнами) напр жени .

По второму варианту генератор выполн етс  с посто нным воздушным зазором между статором и ротором (индуктором), но дл  достижени  поставленной цели полюсные наконечники индуктора выполн ютс  с переменныл по длине машины поперечным сечением .

При обоих вариантах индуктор может иметь когтеобразное исполнение .

Предлагаемый генератор рекомендуетс  использовать в качестве импульсного источника питани  дл  мощностей, начина  с нескольких киловатт и выше, при которых статические импульсные схемы не могут дать технически рационального решени .

На фиг. la, б, 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, дл  случа  выполнени  полюсных наконечников со ступенеобразными кромками; на фиг. 5-частичный продольный разрез индуктора при „когтеобразном исполнении; на фиг. 6-одно из возможных исполнений обмотки статора генератора; на фиг. 7- часть статора (один из вариантов исполнени ).

На фиг. la по снен один из возможных законов распределени  магнитной индукции В в воздушном зазоре машины. Крива  индукци  построена в функции

пространственной координаты а, отсчитываемой вдоль окружности  кор  в угловых или линейных единицах. Здесь показан условно одип виток обмотки статора, состо щий из двух активных проводников 7 и 2.

Стрелкой показано направление движени  витка относительно магнитного пол  машины. Шаг витка обозначен через а,-.

При вращении ротора в проводниках / и 2 витка обмотки статора соответственно наводитс  э. д. с. EI и /Гз, характер изменени  которых во времени t изображаетс  соответственными кривыми (фиг. 16. При этом электродвижущие силы отдельных провод иков сдвинуты во времени на фазовый угол, определ емый углом сдвига проводников 1 и 2 по окружности, расточки статора. Э. д. с. витка обмотки, очевидно, равна разности э. д. с. проводников, образующих стороны витка.

На фиг. 1в представлена крива  результирующей э. д. с. Е витка.

Выбором соответствующего фазового угла между кривыми и ia можно получить паузы между импульсами различных знаков.

Дл  получени  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 пр мого импульса к обратному или наоборот.

Получение имиулъсов э. д. с. различной амплитуды возможно и при других формах кривой индукции . Пр моугольные импульсы э. д. с. различной амплитуды могут быть получены, например, при пилообразной или ступенчатой форме кривой магнитной индукции .

Путем изменени  формы кривой индукции может быть получена сама  различна  форма импульсов

напр жени , в том числе и несимметрична .

Создание нужного распределени  индукции в воздушном зазоре машины достигаетс , как было указано выше, путем соответствующего очертани  нолюсных наконечников индуктора машины. Принципиальное нредставление о форме и взаимном расиоложекни полюсных башмаков дает фиг. L Точна  очертани  наконечников до.чжна бы1Т) нодобрана, исход  из картины нол . При таком исполнении полюсные накопечники индуктора имеют одинаковую форму и размеры во всех сечени х, перпендикул рных оси машины. Это нозвол ет выполн ть индуктор шихтованным из штампованных листов электротехнической стали.

Получение Toii же формы Kpiiвой э. д. с. в проводниках обмотки  кор  возможно также путем выполнени  переменного, сечени  полюсных наконечников по длине машнны. Дна из возг-ложных вариантов такого выполнени  представлены на фпг. 3 п ч, где полюсные башмаки показаны п плане. Выполнение по фиг. 3 соответствует форме кривой э. д. с., показанной на фиг. 1.

Как прп  впополюсном, так п нри когтеобр&зном индукт:)ре генератор может быть выполнен либо с электромагнитным возбуждением , либо с возбуждением )т посто нных магнитов.

Пример выполнени  индуктора когтеобразного типа дл  пмнульсного генератора с возбуждением от посто нных магнмтон дан на фиг. 5. Здесь: 5 -посто нный магнит; 4 и 5- венцы, несу плие полюсные наконечники; 6- полюсные наконечники (башмаки).

В случае применени  генератора с электромагнитным возбуждением , место магнита занимает стальной сердечник с кольдево; катуп коп возбуждени .

Генератор может выполн тьс  как однофазным, так и многофазным . Обмотка  кор  генератора во всех случа х выполн етс  ранносекционной , сосредоточенной.

По роду выполнени  оомотка  кор  может быть как однослойHJii , так н двухслой юй. Дл  получени  малой длительности импульсов обмотка должна ныполп тьс  TaKiiM образом, чтобы кажда  катушка охватывала всего один зубец статора. При больших длительност х имау.:ьсов может ока. целесообразным вынолнение обмотки п с большим шагом .

Па фиг, 6 пзображена схема однослойной обмотки шестиполюсной машины. Число фаз мапппиы равно трем; начала фаз . обозначены через Н, Н., Н-, а концы-А,, К2, /iV

/Дл  иолучепи  одгюфазно обМО1КИ достаточно удалить обмотки фаз. Следовательно, одно )азна  мапп-иза должна иметь прону.денные (не зан тые обмоткоГ| ) iLiii неравномерно расположенные назы. этого, многофазное исполнение позвол ет получи ь пснользованпе машины .

Прп выполнении обмотки двухсло1пюй число фаз прп том же числе зубцов па статоре вдвое больше, чем у однослойной обMOTK;I .

Прп вынолпенип односло шой обмотки можно доспчь эффекта, эквивалентного уменьшению шага обмогк :, путем неравномерного распределени  пазозых шлицов статора по окружности расточки машины. 1 ример такого выполнени  дан на фиг. 7. Катушки обмотки Д ,)лжны охватывать зубцы с уменьшенной коронкой. Под шагом обмотки в этом случае следует понимать рассто ние между соседними п лицами.

Такое выполнение зубцов статора примен етс .в некоторых случа х н д;:  обычных синхронных генераторов повышенной частоты.

Предмет изобретени 

1. Импульсный синхронны: генератор одкофа.-jHoro плп многоф азного тока с индуктором перемеппо-но;;юсного типа, возбужда с )|цим машпну при помо/цп

электромагнита или посто нного магнита, и с  корной (статорной)обмоткой , имеющей укороченный liiar, отличающийс  тем, что, с целью получени  различных но амнлнтуле ноложительных и отрицательных имнульсор напр женн , полюсные наконечники инлуктора имеют несимметрнчную относительно осей нолюсов форму н образуют в машине переменный но окружности воздушный зазор.

2.Видоизменение импульсного синхронного генератора по н. 1, Ътл н ч а ю щ е е с   те.м, что нри посто нном воздушном зазоре между статором и индуктором полюсные наконечники индуктора имеют переменное по длине машины нонеречное сечение.

3.Импульсный синхронный генератор по нн. 1 и 2, отличающийс  тем, что индуктор имеет когтеобразиое исполнение.

NS / S

Фиг. 2

Флг. 3

L/

Ф ИГ. 4

/ / /

6/У;U C,

/ /

J