Преобразователь рода тока

Преобразователь рода тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике преобразования электрической энергии. Цель изобретения - повьшение КПД преобразователя . Устройство содержит элементы Хол.па 1 н 2, две пары электродов 3 и 4, магнитную систему 5. Введение пар фазньпс шин 8 и 9 и трансформаторов 10 и II, число которых равно числу элементов Холла 1 и 2, а также вьтолнение каждого элемента Холла в виде замкнутой кольцевой камеры позволяет возбуждать многофазные колебания. 3 з.п. ф-лы. 4 ил. СЛ го СП 00 о Кл ./V jtf - ст

COIO3 СОВЕТСНИХ

СЩИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИН (594 HОЗ В 15 00

1 (1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСЯОМУ СВИД=ТЕЛЬСТВУ (21) 3795134/24-21 (22) 20.07.84 (46) 15.09.86, 1 am.II 34 (71) Государственный научно"исследовательский энергетический институт им. Г.М,Кржижановского (72) С.Е.Дворчик, Е.Г.Кривченко, С.IO.Ðåóöêèé и В.М.Фельдман (53) 62I.314.1(088.8) (56) Хомерики О.К. Гальваномагннтные элементы и устройства автоматики и вычислительной техники. И.: Энергия, l97B, с.74.

Авторское свидетельство СССР

В. 1034022, .кл. Н 03 В 15/00, 1,02,82.

„„SU„„1257805 А 1 (54) ПРЕОБРАЗОЬАТЕЛЬ РОДА ТОКА (57) Изобретение относится к технике преобразования электрической энергии.

Цель изобретения — повышение КПД преобразователя, Устройство содержит элементы Холла 1 н 2, две пары электродов 3 H 4, магнитную систему 5.

Введение пар фазных.шин 8 и 9 и трансформаторов 10 и II, число которых равно числу элементов Холла I и 2, а также выполнение каждого элемента

Холла в виде замкнутой кольцевой камеры позволяет возбуждать многофаэные колебания. 3 э.п. ф-лы. 4 ил.

12578

Изобретение относится к технике преобразования электрической энергии и может быть использовано для преобразования постоянного тока в переменный и наоборот, Цель изобретения — повышение КПД

° путем возбуждения многофазных колебаний.

На фиг.l приведена электрическая принципиальная схема преобразонате- !О ля; на фиг.2 - аксонометрическая проекция элемента Холла с магнитной системой; на фиг.3 — секционное выполнение электродов и их соединений; на фиг.4 — пример кольцевой замкну- 1 той камеры и располойения обмоток возбуждения.

Преобразователь рода тока содер:жит элементы Холла 1 и 2, каждый из которых снабжен перной 3 и второй 4 20 парой электродов и магнитной системой 5. Электроды первых пар 3 элементов Холла и 2 соединены между собой последовательно и включены между положительной 6 и отрицательной 7 ши- 25 нами, Преобразователь содержит также пары 8 и 9 фаэных шин и трансформаторы обратной связи 10 и ll, число которых равно числу элементов Холла

1 и 2. Магнитная система 5 каждого «1б элемента Холла 1 и 2 снабжена днумч обмотками возбуждения 12 и 13.

Электроды вторых пар 4 элементов

Холла 1 и 2 соединены через первичную обмотку 14 одного из трансформаторов

10 и !!. Первый вывод вторичной об-. мотки 15 каждого трансформатора 10 и l! соединен с первой шиной одной иэ пар фаэных шин 8 и 9, а второй вывод через две последовательно соединенные 4> обмотки возбуждения 12 и 13,.одна иэ которьм расположена н магнитной системе 5 элемента Холла 1, к которой

l подключена первичная обмотка 14 данного трансформатора 10, а другая— в магнитной системе 5 соседнего элемента Холла 2, подключена к второй фазной шине той же пары.

Элементы Холла 1 и 2 могут быть выполнены в виде кольцевой замкнутой камеры. В элементах Холла первая, пара электродон 3 может быть выполнена в виде электрически изолированных

05 2 друг от друга по образующим секций внешней и внутренней цилиндрических поверхностей камеры, причем выводы пар электродов подключены к двум противоположным секциям,,а остальные противолежащие секции попарно элект" рически соединены между собой. Кольцевые камеры .могут быть вакуумными или газонаполненными, при этом электрод-катод может быть выполнен с подогревом или иэ материала с возбуждаемым катодным пятном. В общем случае число элементов Холла произвольно. При преобразовании постоянного тока в переменный пары фазных вин образуют многофазную систему переменного тока, в которой число фаэ равно числу элементов Холла.,йчя простоты удобно рассмотреть устройство и работу двухфазного преобразователя (фиг.!).

Преобразователь рода тока работает следующим образом.

Если на положительную 6 и отрицательную 7 шину подать постоянное на1 пряжение, то между электродами первьж пар 3 элементов Холла 1 и 2 протекает постоянный ток. Флуктуация заряженных частиц в направлении, перпендикулярном направлению действия электрического поля между электродами первых пар 3, вызывает флуктуации тока в первичных 14 и соответственно во вторичных 15 обмотках трансформаторов обратной связи 10 и ll, Эти токи протекают через последовательно соединенные обмотки возбуждения. 12 и 13, которые формируют магнитные поля, воздействующие на элементы Холла 1 и 2, причем за счет индуктивной связи между обмотками возбуждения

12 и 13 н каждой магнитной системе магнитное поле одного элемента Холла усиливается, а другого ослабляется.

В элементе Холла, в котором магнитное поле усиливается, увеличивается и ток

Холла между электродами второй пары

4 и, следовательно, ток в соответствующих обмотках возбуждения. Двухфазный преобразователь рода тока (фиг.l) можно описать с учетом нелинейности элементоь Холла 1 и 2 следующей системой уравнений (!.+ 1.) — + {К+ К -A)i + A i. + (N i -N i )(i

dt Ч ! 1 ! 1 1 (Ь + Ь, ) -Ы + (R + R„- A) i1 A!11 + (0! i1+ Н11! )(11

d,2

° 1

+i )-o, 1257805

LV где А

W С

А, Ь Ч

» 1

Ч - 1К

2 1

0» * )сА

W 1

- )) )

W и еа — мгновенные значение токов возбуждения; — иидуктивности первой 13 и второй 14 обмоток воз15 буждения, - числа витков обмоток возбуждения; — длины намотки обмоток возбуждения, - сопротивление в цепях обратной связи;

- выходное сопротивление элемента Холла;

Я

1,, j.2

Wð W, 1„1»

А- (R+ R ) А а *

Ь - — — - --! ь+ь, ) +)., »31, dt 1.а ()3i — (Ь - 6(Р + 1. ) Э;

di (2)

dt C 6(1» + i2 )Э j1».(а-K(i + i )) i а где 1 е — амплитуда тока;!. Преобразователь рода тока, со держащий элементы Холла, каждый иэ которых снабжен первой и второй парой противолежащих электродов и магнитной системой, электроды первых пар элементов Холла соединены между

Система уравнений (2) имеет единст-. венное реше we

1» 1 соз(Ы +У ) (3)

1 sin(Mt +y },. 35 а м) Ь -3 — — частота колебаний

f. возникающих в преоб-40 разователе.

Ъ

RPoV (4) (" ) R Re

45 где — магнитная проницаемость магнитопроводов магнитных систем.

Из (3) следует, что в преобразователе возникают гармонические колеба- 50 .иия, т.е. энергия йостоянного тока преобразуется в энергию переменного тока. Отличия преобразователя позволяют осуществить автоматическую регулировку происходящих в нем много- 55 фазных процессов и, таким образом повысить КПД. Дополнительно КПД повьаиается эа счет отличий в конструк- подвижность заряженных частиц;

Š— напряженность электрического поля в элементах

Холла;

V — скорость дрейфа заряженных частиц;

n — концентрация заряженных частиц;

Ь вЂ” расстояние между электро- дами первой пары 3 электродов элементов Холла; е — заряд электрона, 5

R — входное сопротивление элементов Холла.

Дпя упрощения можно ввести следующие обозначения.

) ) 2

L+L, Тогда система уравнений (I) принимает вид тивном выполнении элементов Холла, TBK кек OHH позволяют использовать сами элементы в качестве первичной обмотки трансформаторов обратной связи. Выполнение электродов иэ секций позволяет уменьшить потери от вихревых токов, Выполнение электродакатода первой пары электродов с подогревом катодиым пятном позволяет повысить эффективность преобразователя за счет увеличения электронной эмиссии. Преобразователь рода тока при подаче на фаэные шины переменных напряжений с соответствующим сдвигом фаэ (для двухфазного преобразователя, как видно иэ (3), он равен lt /2) может преобразовать переменное напря- жение в постоянное.

Формула изобретения

1257Я05

5 собой последовательно и включены между положительной и отрицательной шинами,.отличающийся тем, что, с целью повышения КПД„ в него дополнительно введены пары фазных шин и трансформаторы обратной связи, число которых равно числу элементов

Холла, а магнитная система каждого элемента Холла снабжена двумя обмотками возбуждения, при этом электроды вторых пар каждого элемента Холла соединены через первичную обмотку

В одного иэ .трансформаторов обратной связи, первый вывод вторичной обмотки которого соединен с первой шиной одной из пар фазных шин, а второй вывод через две последовательно соединенные обмотки возбуждения, одна из которых расположена в магнитной системе элемента Холла, к которому подключена первичная обмотка данного трансформатора, а другая — в магнитной системе. соседнего элемента

Холла подключен к второй фазной шине той же самой пары.

2, Пу еобраэователь по п.l, о т— л и ч а ю шийся тем, что каждый элемент Холла выполнен в виде замкнутой кольцевой камеры, первая пара электродов выполнена в виде электрически изолированных друг от друга по образующим секции внешней и внутренней цилиндрических поверхностей камеры, причем выводы пар электродов

10 подключены к двум противолежащим секциям, а остальные противолежащие секции попарно электрически соединены между собой.

3. Преобразователь по п,2, о т - л и ч а ю шийся тем, что один нз электродов первой пары, являющий- . са катодом, выполнен подогревае-. мым.

4, Преобразователь по п.2,.о тл и ч а ю шийся тем, что один из электродов первой пары, являющийся катодом, выл,олнен из материала с возбуждаемым катодным пятиом.

1257805

7 1 я филд фий4

Составитель А.Пучковский

Редактор И,Сегляник Техред И.Верес . КорректорЕ ° »шко

Тирах 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раутскан наб., д.4!5

Заказ 5039/56

Производственно-полиграфическое предприятие, г.укгород, ул.Проектная,4