Параметрический трансформатор

Параметрический трансформатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в силовых цепях питания различных приемников, а также радиоаппаратуры. Устройство позволяет расширить диапазон стабилизации выходного напряжения, обеспечивает повышение КПД и коэффициента использования магнитного материала. Магнитопровод трансформатора выполнен в форме тороида, набранного из двухстержневых 1 и трехстержневых 5 сердечников. На каждом сердечнике 1 расположены секции первичной обмотки 3 и обмотки управления 4. Сердечники 5 несут на внешних стержнях секции обмотки 6 возбуждения, зашунтированные конденсаторами 7 и секции вторичной обмотки 8. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s Н 01 F 29/00, 35/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4667448/07 (22) 28.03,89 (46) 15,07.91. Бюл. Мг26 (71) Грузинский политехнический институт (72) Г.Г,Петриашвили и Г,Л.Чиковани (53) 621,314.228 (088.8) (56) Патент США М 3686561, кл, 323-6, 1972.

Авторское свидетельство СССР

N 877634, кл. Н 01 F 29/00, 1979, (54) ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ ТРАНСФОРМАТОР (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в силовых. Ы,, 1663631 Al цепях питания различных приемников, а также радиоаппаратуры. Устройство позволяет расширить диапазон стабилизации выходного напряжения, обеспечивает повышение КПД и коэффициента использования магнитного материала, Магнитопровод трансформатора выполнен в форме тороида, набранного из двухстержневых 1 и трехстержневых 5 сердечников. На каждом сердечнике 1 расположены секции первичной обмотки 3 и обмотки управления 4. Сердечники 5 несут на внешних стержнях секции обмотки б возбуждения, зашунтированные конденсаторами 7 и секции вторичной обмотки 8. 5 ил, 1663631

Изобретение относится к электротехнике, в частности к управляемым электромагнитным устройствам, выполняющим функции трансформации и стабилизации выходного напряжения, которые могут быть использованы в силовых цепях питания различных приемников, а также радиоаппаратуры.

Цель изобретения — расширение диапазона стабилизации выходного напряжения и повышение КПД.

На фиг.1 показан параметрический трансформатор, общий вид; на фиг,2 — электромагнитная схема параметрического трансформатора с тороидальной магнитной системой и приближенная картина распределения магнитного потока в ней; на фиг,З— семейство вольтамперных характеристик

Us, Is приемника при различных значениях тока управления у, на фиг.4 — семейство зависимостей вторичного напряжения U> от нестабильного первичного напряжения U. при различных значениях тока управления

I ; на фиг.5 — схема соединения секций первичной и вторичной обмоток переменного тока, обмотки возбуждения и управления с приблизительной картиной распределения магнитных полей.

Параметрический трансформатор собран на магнитопроводе, выполненном в форме тороида и содержащем двухстержневые сердечники 1, состыкованные на торцах

2 ортогонально с другими элементами магнитной цепи. На каждом сердечнике расположены секции первичной обмотки

3 (с числом витков Np) и секции обмотки 4 управления (Ny). Трехстержневые сердечники 5 несут на внешних стержнях секции обмотки 6 возбуждения (Ng), зашунтированные конденсаторами 7 и секции вторичной обмотки 8 (Ns).

Параметрический трансформатор работает следующим образом.

При подключении первичной обмотки 3 к источнику энергии в магнитной цепи появляется магнитное поле, которое, воздействуя на удельное магнитное сопротивление нелинейной магнитной цепи, вызывает его модуляцию, Так как первичная и вторичная магнитные цепи связаны между собой двойным параметрическим звеном, то при изменении первичного магнитного поля с частотой fp, удельное сопротивление вторичной магнитной цепи изменяется с частотой 2fp. Под влиянием изменяющегося во времени магнитного сопротивления в обмотке 6, закороченном конденсатором 7, возбуждается колебательный процесс, частота собственных колебаний которого с помощью соответствующего подбора параметров должна быть приравнена к частоте источника энергии. Передача энергии от первичной обмотки 3 в обмотку 6 возбуждения через двойное параметрическое звено осуществляется с помощью магнитного поля. Благодаря изменению магнитного сопротивления с двойной частотой за один цикл колебаний энергия передается дважды. Из обмотки возбуждения 6 передача энергии во вторичную обмотку 8 осуществляется трансформаторным путем. Амплитудное значение напряжения, возникшего в колебательном контуре 6,.7 благодаря параметрическому резонансу, зависит от величины магнитного сопротивления двойного параметрического звена. Величина магнитного сопротивления двойного параметрического звена нелинейно зависит от интенсивности магнитных полей первичной, вторичной обмоток и обмотки управления.

Такое конструктивное решение магнитной системы предлагаемого устройства позволяет в несколько раз увеличить длину параметрического звена и усилить параметрическую связь между источником энергии и колебательным контуром, что обеспечивает расширение области стабилизации на30

5

25 пряжения на выходе, увечичение мощности передаваемой приемнику и коэффициента использования активного материала. Кроме указанного, обмотка управления позволяет расширить функциональные возможности установки путем регулирования возбуждения колебательных процессов и, следовательно, дополнительно увеличить диапазоны стабилизации напряжения на выходе.

Размещение обмоток переменного и постоянного тока на тороидальной магнитной системе предлагаемым образом обеспечивает ее подмагничивание вэаимоортогональными магнитными полями, вследствие чего значительно уменьшаются потери в стали на гистереэис и высшие гармонии, Предлагаемое решение позволяет расширить диапазон стабилизации выходного напряжения Us при изменении тока нагрузки в широких пределах, для различных значений тока управления, Причем увеличению тока управления соответствует сужение зоны стабильности, Оптимальное число сердечников магнитной системы определяется формулой

M =2n+2, где М вЂ” количество пар двустержневых и трехстержневых сердечников;

n=0,1,2,....

На фиг.4 представлены характеристики параметрического трансформатора Us

1663631

=f(Up), при различных значениях тока управления, Из характеристик видно, что при изменении первичного напряжения от определенной величины вплоть до резонансной вторичное напряжение Us возрастет медленно.

При установлении в цепи возбуждения напряжение на выходе повышается скачком и остается стабильным при дальнейшем увеличении первичного напряжения до определенного значения, Выходное напряжение остается стабильным также при

$ìåíüøåíèè первичного напряжения ниже резонансного.

Увеличение интенсивности, управляющего поля сопровождается изменением магнитного состояния вторичной магнитной цепи, Поэтому возникновение параметрического резонанса в цепи возбуждения происходит при более низком значении первичного напряжения. Как видно из фиг.4 с помощью регулирования процессов в цепи возбуждения достигаются различные диапазоны стабильного вторичного напряжения.

При применении предложенного параметрического трансформатора с плоскошихтованным секционированным тороидальным сердечником в силовых электрических цепях уменьшаются затраты активного материала и повышается общий КПД.

Формула изобретения

Параметрический трансформатор, содержащий стержневой магнитопровод, пер10 вичную и вторичную обмотки, обмотку возбуждения, зашунтированную конденсатором и обмотку управления постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона стабилизации вы15 ходного напряжения и повышения КПД магнитопровод выполнен s форме тороида, состоящего из совокупности пар ортогонально расположенных и поочередно состыкованных двухстержневых и

20 трехстержневых сердечников, все обмотки выполнены секционированными, при этом на двухстержневых сердечниках расположены секции первичной обмотки и обмотки управления, а на внешних стержнях трех25 стержневых сердечников расположены секции вторичной обмотки и обмотки возбуждения.

1663631 фие. $

Составитель В. Лисин

Редактор М. Васильева Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А. Осауленко

Заказ 2267 Тираж 351 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101