Claims (2)
Изобретение относитс к электромашинным источникам импульсной мощности , а именно синхронным импульсным генераторам, используемым, например , дл создани сильных магнитных полей, питани лазерных установок и др. Известны синхронные импульсные генераторы, работающие в режиме двух фазного включени на нагрузку за вре м одной полуволны тока. При этом от ударного генератора, выполненного в габаритах турбогенератора предельной мощности, можно передать в нагрузку до энергии маховых масс ротора 1 .Недостатком такой системы вл етс низкий коэффициент преобразовани кинетической энергии. Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс электромагнитный источник импульсов с дополнительной обмоткой на статоре размещенной пе рпендикул рно корной И подключенной через коммутирукнций аппарат к дополнительной обмотке на роторе, расположенной Перпендикул рно обмотке возбуждени С 2 . Недостатками известного источника вл ютс низкие энергетические показатели при работе в режиме накоплени энергии, наличие коммутирующего аппарата в обмотке возбуждени . Цель изобретени - повышение ударной импульсной мощности генератора путем использовани эффекта перенапр жени на свободной фазе. Указанна цель достигаетс тем, что в синхронном импульсном генераторе в статорную вспомогательную обмотку включен конденсатор и неуправл емый вентиль, причем конденсатор подключен к поперечной обмотке ротора. На фиг.1 изображена схема синхронного импульсного генератора; на фиг.2 - формы кривых токов и ЭДС / в различных элементах схемы. Синхронньй импульсный генератор содержит статорнуго рабочую обмотку 1, вспомогательную обмотку 2, смещенную на. 90 эл.град. и.имеющую укороченный шаг :у Т/3, в цепь которой включены .неуправл емый вентиль 3 и конденсатор , На роторе располо жена обмотка возбуждени 5, демпферна обмотка по продольной оси 6 и по перечна обмотка 7, подключенна к конденсатору k. В начальном положении генератор работает на холостом ходу. В момент времени t , когда ЭДС е рабо,чей обмотки проходит через нуль, генератор подключаетс к нагрузке . Генератор работает в режиме внезапного двухфазного включени на нагрузку, при этом происходит преобразование кинетической энергии ротора в электромагнитную и передача ее в нагрузку (фиг.2). При переходных процессах в роторных контурах ввиду несимметрии ротора результирующее действие токов приводит к значительному возрастанию ЭДС 2 вспомогательной обмотки, т.е. возникает импульс перенапр жени ,/ который цмеет наибольшую амплитуду третьей гармоники. Так как контур конденсатор-вспомогательна обмотка настроен в0 резонанс на третьи гармонику,, величина импульса ЭДС вспомогательной обмотки Е2 значительно возрастает. Конденсатор k с момента времени t подзар жаетс от вспомогательной обмотки . После зар да конденсатора неуправл емый вентиль преп тствует разр ду через обмотку 2, и конденсатор разр х аетс на поперечную обмотку 7 ротора. Как видно из фиг.1 и 2, токи 3 Ь т обмотках 5,6 и 7 намагничивают машину по оси полюсов в одном направлении. При этом происходит возрастание результирующего потока в воздушном зазоре и увеличиваетс скорость перемещени результи рующего потока возбуждени относи тельно рабочей обмотки, что приводит к возрастанию ЭДС в рабочей обмотке и, следовательно, ударной мощности. Изменение тока в нагрузке „ показа но на фиг.2. При внезапном замыкании рабочей обмотки на нагоузку использование Третьей гармоники импульса перенапр жени позвол ет обеспечить автом тическую форсировку возбуждени с 9 высоким быстродействием, значительно yMeHbuiviTb число витков-и расхода меди вспомогательной обмотки как за счет сокращени шага, так и за счет использовани влени резонанса . При этом амплитуда тока в нагрузке в 1,5-2 раза выше, чем при двухфазном коротком замыкании. Известно, что у синхронных машин с несимметричным ротором при ослабленной демпферной обмотке по поперечной оси в режиме двухфазного КЗ на свободной фазе, возникают импульсы перенапр жений, достигающие весьма больших значений, которые завис т от соотношени параметров по продольной и поперечной ос м. Ослабление демпфирующих свойств ротора по поперечной оси в общем случае предполагает увеличение соотношени Я-Ср)(р} где Хл(р) - оперативное индуктивное сопротивление по поперечной оси; Х(р) - оперативное индуктивное сопротивление по продольной оси. Пренебрега активным сопротивлением демпферных контуров, коэффициент усилени перенапр жений К на вспомогательной обмотке, соответствующий условию двухфазного короткого замыка- ни , можно записать в виде . (,, При резонансных услови х дл . третьей гармоники соотношение Х и Х, определ етс , V 2 где Хпсопротивление емкости, полученное из услови резонанса по третьей гармонике,включенное на вспомогатель.ную об мотку; индуктивное сопротивление обратной последовательности. Если обозначить через К величину перенапр жений на вспомогательной обмотке, выраженную по отношению к номинальному напр жению, то дл резонансных условий, определенных соотношением ( 2 ), коэффициент усилени К определитс выражением По опытным данным при Х,;/Х« 9, Ку 5,5-7,5, Кп 7. Формула изобретени Синхронный импульсный генератор, содержащий статор с рабочей обмоткой соединенной с нагрузкой,, и вспомога .тельной обмоткой смешанной на 90 эл.град., в цепь которой включен конденсатор, ротор с обмотками возбуждени по продольной и поперечной 9 5 ос м и демпферной обмоткой, отличающийс тем, что, с целью увеличени ударной мощности, в цепь вспомогательной обмотки включен неуправл емый вентиль, а обмотка возбуждени ротору по поперечной оси подключена к нденсатору. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР If 10519, кл. Н 02 К 19/26,1967. The invention relates to electro-mechanical sources of pulsed power, namely, synchronous pulsed generators used, for example, to create strong magnetic fields, powering laser systems, etc. The synchronous pulsed generators operating in two-phase switching mode per load for one half current wave are known. In this case, from a shock generator made in the dimensions of the turbogenerator of maximum power, it is possible to transfer to the load up to the energy of the flywheel mass of the rotor 1. The disadvantage of such a system is the low kinetic energy conversion coefficient. The closest to the technical essence of the invention is an electromagnetic source of pulses with an additional winding on the stator located perpendicular to the core AND connected through commuting devices to the additional winding on the rotor located Perpendicular to the excitation winding C 2. The disadvantages of the known source are low energy indicators when operating in the energy storage mode, the presence of a switching device in the field winding. The purpose of the invention is to increase the pulse impulse power of the generator by using the effect of overvoltage on the free phase. This goal is achieved by the fact that in a synchronous pulse generator a capacitor and an uncontrolled valve are connected to the stator auxiliary winding, the capacitor being connected to the transverse winding of the rotor. Figure 1 shows a diagram of a synchronous pulse generator; figure 2 - forms of the curves of currents and EMF / in the various elements of the scheme. Synchronous pulse generator contains a stator working winding 1, auxiliary winding 2, offset by. 90 el. and having a shortened pitch: at T / 3, the circuit of which includes an uncontrolled valve 3 and a capacitor, On the rotor there is an excitation winding 5, a damper winding along the longitudinal axis 6 and a cross winding 7 connected to the capacitor k. In the initial position, the generator is idling. At time t, when the emf e of the slave whose winding passes through zero, the generator is connected to the load. The generator operates in the mode of a sudden two-phase switching on to the load, in this case the kinetic energy of the rotor is converted into electromagnetic and transferred to the load (figure 2). During transients in rotor circuits due to the unbalance of the rotor, the resulting effect of the currents leads to a significant increase in the EMF 2 of the auxiliary winding, i.e. an overvoltage impulse occurs, / which has the largest amplitude of the third harmonic. Since the capacitor-auxiliary winding circuit is tuned in the resonance to the third harmonic, the magnitude of the EMF pulse of the auxiliary winding E2 increases significantly. Capacitor k from time t is charged from the auxiliary winding. After charging the capacitor, the uncontrolled valve prevents the discharge through the winding 2, and the capacitor is discharged to the transverse winding 7 of the rotor. As can be seen from figures 1 and 2, the currents 3 b of the windings 5,6 and 7 magnetize the machine along the axis of the poles in one direction. In this case, the resultant flow in the air gap increases and the speed of movement of the resultant excitation flow relative to the working winding increases, which leads to an increase in the EMF in the working winding and, therefore, of the impact power. The change in current in the load is shown in figure 2. In case of a sudden short circuit of the working winding to a nagout, the use of the Third Harmonic overvoltage impulse allows to provide automatic excitation with 9 high speed, significantly yMeHbuiviTb number of turns-and copper consumption of the auxiliary winding both by reducing the pitch and using resonance. In this case, the amplitude of the current in the load is 1.5–2 times higher than with a two-phase short circuit. It is known that synchronous machines with an asymmetric rotor with a weakened damping winding along the transverse axis in the two-phase short-circuit mode on the free phase, generate overvoltage impulses reaching very large values depending on the ratio of parameters along the longitudinal and transverse axes. Weakening damping properties rotor on the transverse axis in the general case implies an increase in the ratio I – Cp) (p} where Chl (p) is the operational inductive resistance on the transverse axis; X (p) is the operational inductive resistance on axis of the neglecting of the active resistance of the damper circuits, the overvoltage gain K on the auxiliary winding corresponding to the two-phase short circuit condition can be written as. (,, Under resonant conditions for the third harmonic, the ratio X and X is V 2 where X is the capacitance of the capacitance, obtained from the third-harmonic resonance condition, connected to the auxiliary winding, the inductive resistance of the negative sequence. If we denote by K the magnitude of the overvoltages on the auxiliary winding expressed in relation to the nominal voltage, then for resonant conditions determined by relation (2), the gain K will be determined by the expression According to experimental data at X,; 5-7.5, Kp 7. Formula of the invention Synchronous pulse generator containing a stator with a working winding connected to a load and auxiliary winding mixed at 90 electr., In the circuit of which a capacitor is connected, a rotor with excitation windings and cross 9 5 m and with a damper winding, characterized in that, in order to increase the impact power, in the auxiliary winding circuit included uncontrolled emy valve and an excitation winding on the rotor is connected to a transverse axis ndensatoru. Sources of information taken into account in the examination 1. The author's certificate of the USSR If 10519, cl. H 02 K 19/26, 1967.
2.Авторское cвидeтeльctвo СССР № (37181, кл,. Н 02 К 19/26. 1968.2. Authors of the USSR USSR (37181, cl., H 02 K 19/26. 1968.