BG109554A - Integrating commutator of magnetic fluxes - Google Patents
Integrating commutator of magnetic fluxes Download PDFInfo
- Publication number
- BG109554A BG109554A BG109554A BG10955406A BG109554A BG 109554 A BG109554 A BG 109554A BG 109554 A BG109554 A BG 109554A BG 10955406 A BG10955406 A BG 10955406A BG 109554 A BG109554 A BG 109554A
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- magnetic
- commutator
- shunt
- permanent magnet
- control
- Prior art date
Links
Abstract
Description
ОПИСАНИЕDESCRIPTION
На Интегрален Комутатор на МагнитниThe Magnetic Integrated Switch
Потоци (ИНКОМП)Flows (INCOMP)
1. Област на приложение1. Scope
ИНКОМП намира приложение във всички устройства, в които се извършва или е наложително извършването на комутации или сумиране на магнитни потоци на постоянни магнити или електромагнити. Чрез ИНКОМП се разширява спектъра на типовете и видовете електромагнитни устройства, а освен това разширява възможностите при използуването в тях на постоянни магнити, като източници на захранване в автономни електромагнитни устройства, както и за получаване на електрическа енергия.INCOMP is applicable in all devices in which commutation or summation of magnetic fluxes of permanent magnets or electromagnets is or is required. INCOMP expands the range of types and types of electromagnetic devices, and also expands the possibilities of using permanent magnets in them, as sources of power in autonomous electromagnetic devices, as well as for generating electricity.
2. Предшестващо състояние на техниката2. BACKGROUND OF THE INVENTION
Известни са многобройни опити за решаването на проблема с комутацията на постоянен магнитен поток от постоянен магнит или електромагнит, с цел използуването му, но вече като пулсиращ магнитен поток, за по-нататъшно енергийно преобразуване. Всички тези опити в концентриран вид намират приложение в така нареченият MEG, патентован от Том Берден в САЩ (Thomas Е. Bearden, pat. Nr. US 6,362,718Bl /26.03.2002) в колектив c други. Съществуват и други разработки в тази област, но всичи те имат една обща черта и решение - взаимодействие по един или друг начин на насрещни магнитни потоци в общ магнитопровод с този на изпълнителното устройство.Numerous attempts have been made to solve the problem of switching a permanent magnetic flux from a permanent magnet or electromagnet in order to use it, but already as a pulsed magnetic flux, for further energy conversion. All these attempts in a concentrated form find application in the so-called MEG patented by Tom Bearden in the United States (Thomas E. Bearden, patent no. US 6,362,718Bl / 26.03.2002) in a collective with others. There are other developments in this field, but they all have one thing in common and a solution - interaction in one way or another of counter-magnetic fluxes in a common magnetic circuit with that of the actuator.
3, Техническа същност3, Technical nature
От графиката се вижда, че в най-общия случай μ отначало нараства с повишаването на Н, а след това намалява, като при големи стойности на индукция клони към μ = 1From the graph it can be seen that in the general case, μ initially increases with increasing H and then decreases, and at large induction values tends to μ = 1
От приведеното равенствоFrom the equality given
В = μομΗ е видно, че единственият параметър, който може да бъде изменян, е магнитното проницаемост на материала.B = μομΗ shows that the only parameter that can be changed is the magnetic permeability of the material.
Изхождайки от горното, ИНК0Ш1 може да бъде разглеждан като нелинеен четириполюсник (рис.1), при който магнитното съпротивление се изменя по закон, обратен на закона за изменение на μ», на входа на който е приложено входно напрежение.Starting from the above, INK0Sh1 can be considered as a nonlinear quadrupole (Fig. 1), in which the magnetic resistance is changed according to a law opposite to the law of change of μ », to which an input voltage is applied.
Re ИНКОМПRe INCOMP
Математическите изрази за определяне характеристиките на изменение на магнитната проницаемост са посочени по-горе. Магнитното съпротивление на ИНКОМП се определя съгласно изразаThe mathematical expressions for determining the characteristics of the change in magnetic permeability are given above. The magnetic resistance of INCOMP is determined according to the expression
Rm — Imed /Rm - Imed /
На приложените чертежи са показани различни конструктивни решения на ИНКОМП с различно оформени шунтове, в зависимост отThe accompanying drawings show different design solutions of INCOMP with differently shaped shunts, depending on the
-4предназначението на устройството - обикновен, прав,тороидален, двоен шунт. Във всички показани случаи шунтът е и магнитопровод със съответна бобина върху него.-4The purpose of the device is simple, straight, toroidal, double shunt. In all cases shown, the shunt is also a magnetic core with a corresponding coil on it.
Интерес представлява шунтът изпълнен на тороидална сърцевина, който е с две управляващи намотки, включени така, че да създадат кръгов магнитен поток.Of interest is the toroidal core shunt, which has two control coils incorporated to create a circular magnetic flux.
Принципът на действие на ИНКОМП се базира на привеждането на феромагнетика в режим на дълбоко насищане с помоща на управляващите намотки, схден с процеса при магнитните усилватели.The principle of operation of INCOMP is based on bringing the ferromagnet to a deep saturation mode with the help of the control coils, crushed by the process of magnetic amplifiers.
Магнитопроводите (ядрата) на ИНКОМП се изчисляват и сглобяват съгласно методиките за инжинерно проектиране на такъв вид устройства.The INCOMP magnetic cores (cores) are calculated and assembled according to the engineering design methodologies for such devices.
По време на работа, употребената мощност в управляващите намотки на ИНКОМП се разсейва като топлина.During operation, the power used in the control coils of INCOMP is dissipated as heat.
Характеристиките на изменение магнитното съпротивление на ИНКОМП, позволяват той да бъде определен като електрически управляем магнитен нелинеен елемент, който е в състояние да осъществи най-различни преобразувания на магнетнете потоци в магнитни вериги. Тъй като входът на ИНКОМП няма индуктивност, допустимо е използването на найразлични по форма управляващи напрежения(ток).The characteristics of the variation of the magnetic resistance of INCOMP allow it to be defined as an electrically controlled magnetic nonlinear element that is capable of performing a variety of magnetic flux transformations into magnetic circuits. As the INCOMP input has no inductance, it is permissible to use a variety of control voltages (current).
Друга особеност на тороидалния шунт е, че позволява пълното отделяне на комутирания магнитен поток и изолиране на изпълнителното устройство от въздействието на комутиращите полета.Another feature of the toroidal shunt is that it allows complete separation of the switched magnetic flux and isolation of the actuator from the influence of the switching fields.
В най-общия случай, работата на комутатора, базиран на метода на промяна магнитното съпротивление посредством промяна на магнитното проницаемост на магнитопровода, се свежда до два основни работни цикъла:In the general case, the operation of the switch based on the method of changing the magnetic resistance by changing the magnetic permeability of the magnetic circuit is reduced to two main operating cycles:
-5Цикъл №1, при който магнитното съпротивление Rms на шунта е много по-малко от магнитното съпротивление на изпълнителното устройство Rd и комутирания магнитен поток е затворен през шунта на комутатора.-5 Cycle # 1, in which the magnetic resistance Rms of the shunt is much less than the magnetic resistance of the actuator Rd and the switched magnetic flux is closed through the shunt of the switch.
Цикъл №2, при който магнитното съпротивление на шунта Rms е много по-голямо от магнитното съпротивление на изпълнителното устройство Rd, вследствие на което комутирания магнитен поток се пренасочва през изпълнителното устройство.Cycle # 2, in which the magnetic resistance of the shunt Rms is much greater than the magnetic resistance of the actuator Rd, as a result of which the switched magnetic flux is redirected through the actuator.
4. Описание на приложените фигури4. Description of the attached figures
На приложените чертежи са показани варианти на изпълнение на ИНКОМП в зависимост от функционалното предназначение - като суматор на магнитни потоци или като сепаратор и комутатор на постоянен магнитен поток.The accompanying drawings show embodiments of the INCOMP depending on the functional purpose - as a summator of magnetic fluxes or as a separator and switch of permanent magnetic flux.
На Фиг.1 и Фиг.2 са дадени примери на ИНКОМП, чието предназначение е да сумира и кому тира магнитния поток на постоянен магнит, като Фиг. 1 отразява процеса преди подаванена управляващо напрежение Uc, А на Фиг.2 - когато е подаден такъв управляващ импулс. Посоченото примерно устройство се състои отмагнитен шунт(З), с навита върху него управляваща намотка (4), постоянен магнит(5), полюси на ИНКОМП(2), магнитопровод на изпълнителното устройство(1), както и работен прорез за регулиране на магнитното съпротивление(б). В този случай сърдечникът на шунта на ИНКОМП(3) е призматичен, а не тороидален.FIGS. 1 and 2 show examples of an INCOMP designed to summarize and commute the magnetic flux of a permanent magnet, such as FIG. 1 shows the process before the control voltage Uc is applied, A in FIG. 2 - when such a control pulse is applied. Said exemplary device consists of a magnetic shunt (3) with a control coil wound thereon (4), a permanent magnet (5), an INCOMP pole (2), a magnetic conductor of the actuator (1), and a working slot for adjusting the magnetic resistance (b). In this case, the INCOMP (3) shunt core is prismatic, not toroidal.
На Фиг.З и Фиг.4 са показани други два варианта на ИНКОМП, но с тороидален магнитопровод на шунта(З). Предназначението на този вариант е да отдели магнитен поток от постоянен магнит(5) и да го насочи към изпълнително(работно) устройство(1), в случая дросел. На Фиг.З е отразен моментът преди подаването на управляващо напрежение, т.е. Uc= 0, както и магнитният поток на постоянният магнит(Фрм), затворен през тороидалния шунт(З).Fig. 3 and Fig. 4 show two other variants of INCOMP, but with a toroidal shunt magnetic conduit (3). The purpose of this embodiment is to separate the magnetic flux from the permanent magnet (5) and to direct it to the actuator (1), in this case the throttle. Fig. 3 shows the moment before the control voltage is applied, i.e. Uc = 0, as well as the magnetic flux of the permanent magnet (Fm) closed through the toroidal shunt (3).
На Фиг.4. е показан моментът след подаването на управляващото напрежение, т.е., когато Uc^O, а магнитният поток на постоянният магнит се затваря вече през магнитопровода на работното устройство(1). На Фиг.5 и Фиг.б са показани чертежите на друг вид ИНКОМП, чиято задача е отново да отдели и пренасочи магнитния поток на постоянния магнит(5) през изпълнителното (работното) устройство (1). Отново саFigure 4. the moment after the control voltage is applied, that is, when Uc ^ O and the magnetic flux of the permanent magnet is closed already through the magnetic conduit of the working device (1). Figure 5 and Figure 6b show the drawings of another type of INCOMP whose task is to again separate and redirect the magnetic flux of the permanent magnet (5) through the actuator (1). They are again
- Xотразени моментите преди и след подаването на управляващите импулси в управляващите намотки на тороидалния шунт. Разликата тук е, че постоянния магнит (5) е разположен вътре в тороидалният електромагнитен шунт(З) на ИНКОМП, като се използва ефекта на перпендикулярните вектори на магнитния поток за отделянето на потока на постоянния магнит(5).- The moments before and after the control impulses are fed into the control coils of the toroidal shunt are reflected. The difference here is that the permanent magnet (5) is located inside the INCOMP toroidal electromagnetic shunt (3), using the effect of the perpendicular vectors of the magnetic flux to separate the flux of the permanent magnet (5).
5.Пример за изпълнение5. Example of implementation
Като примери за изпълнение са Фиг.З, Фиг. 4, където предназначението на ИНКОМП е, посредством метода за управление на магнитен поток чрез промяна на магнитната проницаемост и магнитното съпротивление, да бъде пренасочван магнитният поток на постоянния магнит(5) към изпълнителното(работното) устройство(1), с цел извършване на определена работа. В случая - генериране(индуциране) на електроенергия. Тороидалният магнитопровод на шунта (3) се подбира така, че магнитната му проницаемост да приема минимална стойност(р—>1), а от там и магнитното съпротивление на магнитопровода(З) да клони към максимална стойност (Rms —>Rmstnax) при ниски стойности на напрегнатостта на магнитното поле Н. Намотките на тороидалния шунт се свързват така, че в тороида да се формира кръгов непрекъснат магнитен поток, т.е. свързването става като за последователна работа. Препоръчително е за работа в импулсен режим импулсите да са правоъгълни, със стръмен фронт и минимална продължителност, съобразена с възможностите на магнитопровода. Конкретните разчети по отношение сечение на магнитопровода, проводник, брой намотки и др.п. се извършва съгласно инжинерната методика за проектиране на импулсни устройства.Exemplary embodiments are FIG. 3, FIG. 4, where the purpose of the INCOMP is to redirect the magnetic flux of the permanent magnet (5) to the actuator (1) by means of the magnetic flux control method by varying the magnetic permeability and magnetic resistance work. In this case - generation (induction) of electricity. The toroidal magnetic core of the shunt (3) is chosen so that its magnetic permeability is assumed to be a minimum value (p -> 1), and from there the magnetic resistance of the magnetic core (3) tends to a maximum value (Rms -> Rmstnax) at low magnetic field strength values of N. The windings of the toroidal shunt are connected so that a circular continuous magnetic flux is formed in the toroid, i.e. the connection is a consistent operation. It is advisable for the pulse mode to be rectangular, with a steep edge and a minimum duration consistent with the capabilities of the magnetic core. Specific calculations regarding the cross section of the magnetic core, conductor, number of windings, etc. is performed according to the engineering methodology for the design of impulse devices.
Характеристиките на използвания постоянен магнит(5) се подбират в зависимост от работните условия и предназначението на устройството.The characteristics of the permanent magnet (5) used are selected according to the operating conditions and the intended use of the device.
След подаването на управляващо напрежение(импулс), настъпва насищане на тороида(З) от кръговия магнитен поток, което води до увеличаване на магнитното съпротивление. Магнитното съпротивление на шунта става много по-голямо от това на работният отвор(б), вследствие на което магнитният поток на постоянният магнит(5) е пренасочен под формата на магнитен импулс през изпълнителното(работното) устройство(1) и се индуцира е.д.с. Прекратяването на управляващия импулс води до повторното затваряне магнитният поток на постоянният магнит(5) през тороида. Честотата на повторение на циклите е в зависимост от свойствата на използваните материали.After the control voltage (impulse) is applied, the toroid (3) of the circular magnetic flux is saturated, which leads to an increase in the magnetic resistance. The magnetic resistance of the shunt becomes much greater than that of the working opening (b), whereby the magnetic flux of the permanent magnet (5) is redirected in the form of a magnetic pulse through the actuating device (1) and is induced. ds Termination of the control pulse causes the magnetic flux of the permanent magnet (5) to close again through the toroid. The repetition rate of the cycles depends on the properties of the materials used.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BG109554A BG109554A (en) | 2006-05-22 | 2006-05-22 | Integrating commutator of magnetic fluxes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BG109554A BG109554A (en) | 2006-05-22 | 2006-05-22 | Integrating commutator of magnetic fluxes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BG109554A true BG109554A (en) | 2007-06-30 |
Family
ID=38291850
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BG109554A BG109554A (en) | 2006-05-22 | 2006-05-22 | Integrating commutator of magnetic fluxes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
BG (1) | BG109554A (en) |
-
2006
- 2006-05-22 BG BG109554A patent/BG109554A/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20170236630A1 (en) | Magnetically Latching Flux-Shifting Electromechanical Actuator | |
CN101572162B (en) | A reactor arrangement for alternating electrical current | |
US9343216B2 (en) | Energy efficient bi-stable permanent magnet actuation system | |
KR101328587B1 (en) | Permanent magnet actuator | |
EP2681751B1 (en) | Method of operating a dynamically biased inductor | |
US4006401A (en) | Electromagnetic generator | |
KR101841936B1 (en) | Solenoid actuator | |
WO2020109744A3 (en) | Adjustable force device | |
RU2761070C1 (en) | Resetting medium voltage circuit breaker with vacuum interrupters and drive and method for its operation | |
BG109554A (en) | Integrating commutator of magnetic fluxes | |
KR870009521A (en) | Pulse motor and its driving method | |
US10629367B2 (en) | Permanent magnet induction generator (PMIG) | |
EP0970488B1 (en) | Double-acting electromagnetic actuator | |
EP2684199B1 (en) | Magnetically biased ac inductor with commutator | |
JP4519545B2 (en) | Coil device control device having variable inductance, coil system, system switching unit, and coil device control method | |
RU2660835C1 (en) | Parametric transformer | |
JP4471934B2 (en) | Large current generator | |
CN110752119B (en) | Negative magnetostriction control relay device | |
US20130009625A1 (en) | Transformer | |
JP2014204486A (en) | Power source device | |
Manolas et al. | Demagnetization under normal operation in variable flux PM-assisted Synchronous Reluctance Machines | |
KR101540954B1 (en) | Superconducting Field Magnet Coil for Electrical Generator | |
JP2008270274A (en) | Magnetizer | |
US10547218B2 (en) | Variable magnetic monopole field electro-magnet and inductor | |
JP2023539282A (en) | System and method for self-shorting bistable solenoids |