BG112970A - Метод и система за магнитна модулация - Google Patents

Abstract

Изобретението се отнася до метод и система за магнитна модулация с приложения в областта на електротехниката за повишаване на ефективността на захранващи блокове, управляващи, задвижващи и др. хибридни електромагнитни системи. Методът за магнитна модулация се характеризира с това, че към генерираната по време на захранващия импулс изходяща енергия от бифилярно навитите входяща и изходяща намотка се добавя и допълнително генерирана електрическа енергия, създадена след края на захранващия импулс (по времето на токовата пауза) в допълнителни изходящи намотки и дължаща се на магнитни потоци, създадени от постоянни магнити, пренасочени чрез специално подбрани моменти на включване и изключване на входящата намотка и изходящите намотки. Моментът на включване на бифилярно навитите входяща и изходяща намотка, разположени на горния ярем на средния ядрен магнитопровод, съвпада с началото на захранващия импулс към входящата намотка, а моментът на изключване на бифилярно навитите входяща и изходяща намотка съвпада с края на захранващия импулс към входящата намотка. Моментът на включване на допълнителните изходящи намотки, разположени върху двете ядра на средния ядрен магнитопровод, съвпада с момента на изключване на бифилярно навитите входяща и изходяща намотка, а моментът на изключване на допълнителните изходящи намотки съвпада с момента на включване на входящата намотка. Системата за магнитна модулация, реализираща метода, се състои от магнитопровод, въздушна междина, два постоянни магнита, входяща намотка и изходящи намотки. Магнитопроводът е четириядрен с три прозореца, формиращ три свързани ядрени магнитопроводи, като в долната част (яремите) на двата крайни ядрени магнитопровода са вградени постоянните магнити. В ярема на средния ядрен магнитопровод е разположена въздушна междина, като входящата намотка е разположена на горния ярем на средния ядрен магнитопровод. Едната изходяща намотка е бифилярно навита с входящата намотка, а другите изходящи намотки са разположени върху двете ядра на средния ядрен магнитопровод.

Description

Изобретението се отнася до метод и система за магнитна модулация с приложения в областта на електротехниката за повишаване на ефективността на захранващи блокове, управляващи, задвижващи и др. хибридни електромагнитни системи.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТА

Известни са методи и конструкции на хибридни електромагнитни системи, при които магнитните потоци, възбуждани от постоянни магнити, се преразпределят чрез подходящо захранване на входящи намотки, при което се генерира по-голяма мощност в съответни изходящи намотки [ЕР 1446862 Bl, US 20060163971 А1].

Основни недостатъци на тези методи и конструкции са сложната по форма магнитна система, трудното настройване на работните й режими, големият брой въздушни междини, използването на голям брой постоянни магнити и захранващи намотки, както и неизползването на всички зони, в които се променят магнитните потоци.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ

Задачата на изобретението е да се създаде метод система за магнитна модулация, при която да се постигне по-висока енергийна ефективност, в резултат на което да се намали консумираната енергия от съответния токоизточник.

Задачата се решава от метод и система за магнитна модулация за постигне на по-висока енергийна ефективност на хибридни електромагнитни системи.

Методът за магнитна модулация се характеризира с това, че към генерираната по време на захранващия импулс изходяща енергия от бифилярно навитите входяща и изходяща намотки се добавя и допълнително генерирана електрическа енергия, създадена след края на захранващия импулс (по времето на токовата пауза) в допълнителни изходящи намотки и дължаща се на магнитни потоци, създадени от постоянни магнити, пренасочени чрез специално подбрани моменти на включване и изключване на входящата намотка и изходящите намотки. Моментът на включване на бифилярно навитите входяща и изходяща намотки, разположени на горния ярем на средния ядрен магнитопровод, съвпада с началото на захранващия импулс към входящата намотка а моментът на изключване на бифилярно навитите входяща и изходяща намотки съвпада с края на захранващия импулс към входящата намотка. Моментът на включване на допълнителните изходящите намотки разположени върху двете ядра на средния ядрен магнитопровод, съвпада с момента на изключване на бифилярно навитите входяща и изходяща намотки, а моментът на изключване на допълнителните изходящи намотки съвпада с момента на включване на входящата намотка.

Системата за магнитна модулация, реализираща метода, се състои от магнитопровод, въздушна междина, два постоянни магнити, входяща намотка и изходящи намотки. Магнитопроводът е четириядрен с три прозореца, формиращ три свързани ядрени магнитопроводи като в долната част (яремите) на двата крайни ядрени магнитопроводи са вградени постоянните магнити. В ярема на средния ядрен магнитопровод е разположена въздушна междина като входящата намотка е разположена на горния ярем на средния ядрен магнитопровод. Едната изходяща намотка е бифилярно навита с входящата намотка, а другите изходящи намотки са разположени върху двете ядра на средния ядрен магнитопровод. ^г

За различните приложения на системата за магнитна модулация магнитопроводът може да бъде реализиран от различни материали като аморфни, феритни и нанокристални магнитни материали , а въздушната междина е от 0.2 до 3 mm.

Постоянните магнити са разположени по такъв начин, че създадените от тях магнитни потоци в долните яреми на двата крайни ядрени магнитопроводи при липса на захранване от външен токоизточник са в една и съща посока, а при наличие на захранване от външен токоизточник посоката на общия магнитен поток, създаден от постоянните магнити в крайните ядрени магнитопроводи, съвпада с посоката на магнитния поток, възбуден в средния ядрен магнитопровод от входящата намотка и изходящите намотки.

Предимство на метода и на така конфигурираната хибридна електромагнитна система е, че благодарение на допълнително генерираната електрическа енергия се постига по-висока енергийна ефективност.

ОПИСАНИЕ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИ

Фигура 1 показва разположението на отделните елементи;

Фигура 2 показва разпределението на магнитните потоци и техните посоки без захранване от външен токоизточник;

Фигура 3 показва разпределението на магнитните потоци и техните посоки със захранване от външен токоизточник.

ПРИМЕР ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ

Метод за магнитна модулация, при който към генерираната по време на захранващия импулс изходяща енергия от бифилярно навитите входяща намотка 5 и изходяща намотка 6 се добавя и допълнително генерирана електрическа енергия, създадена след края на захранващия импулс по време на токовата пауза в допълнителните изходящи намотки 7 и 8 и дължаща се на магнитни потоци, създадени от постоянните магнити 3 и 4, пренасочени чрез специално подбрани моменти на включване и изключване на входящата намотка 5 и изходящите намотки 6, 7 и 8. Моментът на включване на входящата намотка 5 и изходящата намотка 6, разположени на горния ярем на средния ядрен магнитопровод, съвпада с началото на захранващия импулс към входящата намотка 5, а моментът на изключване на входящата намотка 5 и изходящата намотка 6 съвпада с края на захранващия импулс към входящата намотка 5. Моментът на включване на допълнителните изходящите намотки 7 и 8, разположени върху двете ядра на средния ядрен магнитопровод, съвпада с момента на изключване на входящата намотка 5 и изходящата намотка 6, а моментът на изключване на допълнителните изходящи намотки 7 и 8 съвпада с момента на включване на входящата намотка 5.

Системата за магнитна модулация се състои от магнитопровод 1, въздушна междина 2, постоянни магнити 3 и 4, входяща намотка 5 и изходящи намотки 6, 7 и 8. Магнитопроводът 1 е четириядрен с три прозореца, формиращ три свързани ядрени магнитопроводи, и е реализиран от аморфен магнитен материал. В долната част (яремите) на двата крайни ядрени магнитопроводи са вградени постоянните магнити 3 и 4 като в ярема на средния ядрен магнитопровод е разположена въздушната междина 2 с големина от 0,5 mm, а входящата намотка 5 е разположена на горния ярем на средния ядрен магнитопровод. Изходящата намотка 6 е бифилярно навита с намотка 5, а изходящите намотки 7 и 8 са разположени върху двете ядра на средния ядрен магнитопровод.

Постоянните магнити са разположени по такъв начин, че създадените от тях магнитни потоци в долните яреми на двата крайни ядрени магнитопроводи при липса на захранване от външен токоизточник са в една и съща посока, а при наличие на захранване от външен токоизточник посоката на общия магнитен поток, създаден от постоянните магнити (3) и (4) в крайните ядрени магнитопроводи, съвпада с посоката на магнитния поток, възбуден в средния ядрен магнитопровод от входящата намотка (5) и изходящите намотки (6), (7) и (8).

ИЗПОЛЗВАНЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

Изобретението се осъществява по следния начин. При изключена от захранващия токоизточник входяща намотка 5, магнитните потоци, възбуждани от постоянните магнити 3 и 4 се затварят през магнитните участъци съответно под намотките 7 и 8. При захранване на входящата намотка 5 се възбужда магнитен поток, съпосочен с магнитните потоци, създавани от постоянните магнити 3 и 4, с което те се пренасочват през участъка от магнитопровода, разположен под входящата намотка 5 и така се сумират с възбудения магнитен поток от входящата намотка. Това предизвиква нарастване на магнитния поток, обхващан от изходящата намотка 6, в резултат на което на нейните изводи се генерира електрически сигнал. Едновременно с това, поради пренасочването на магнитните потоци, създадени от постоянните магнити 3 и 4, съответните потоци в участъците от магнитопровода, където са разположени изходящите намотки 7 и 8, намаляват до 0, което възбужда електрически сигнали в изходящите намотки 7 и 8. Тези сигнали се сумират със сигнала, възбуден в изходящата намотка 6, в резултат на което се получава резултантен изходен сигнал, по-голям от този във входящата намотка 5. При прекъсване на захранването на входящата намотка 5 магнитните потоци, възбуждани от постоянните магнити 3 и 4, се пренасочват през магнитните участъци съответно под намотките 7 и 8, в резултат на което в изходящите намотки 6, 7 и 8 се генерират аналогични изходни сигнали.

Claims (7)

1. Метод за магнитна модулация, характеризиращ се с това, че към генерираната изходяща енергия по време на захранващия импулс се добавя и допълнително генерирана електрическа енергия, създадена след края на захранващия импулс по време на токовата пауза в допълнителните изходящи намотки (7) и (8) и дължаща се на магнитните потоци, създадени от постоянни магнити (3) и (4), пренасочени чрез подходящо подбрани моменти на включване и изключване на входящата намотка (5) и изходящите намотки (6), (7) и (8).

2. Система за магнитна модулация, състояща се от магнитопровод, въздушна междина, постоянни магнити, входяща намотка и изходящи намотки, характеризираща се с това, че магнитопроводът (1) е четириядрен с три прозореца, формиращ три свързани ядрени магнитопроводи, като в долната част (яремите) на двата крайни ядрени магнитопроводи са вградени постоянните магнити (3) и (4), при което в долния ярем на средния ядрен магнитопровод е разположена въздушна междина (2), като входящата намотка (5) е разположена на горния ярем на средния ядрен магнитопровод, изходящата намотка (6) е бифилярно навита с намотка (5), а допълнителните изходящи намотки (7) и (8) са разположени върху двете ядра на средния ядрен магнитопровод.

3. Метод за магнитна модулация съгласно претенция 1 и 2, характеризиращ се с това, че моментът на включване на входящата намотка (5) и изходящата намотка (6) съвпада с началото на захранващия импулс към входящата намотка (5), а моментът на изключване на входящата намотка (5) и изходящата намотка (6) съвпада с края на захранващия импулс към входящата намотка (5).

4. Метод за магнитна модулация съгласно претенция 1 и 2, характеризиращ се с това, че моментът на включване на допълнителните изходящите намотки (7) и (8) съвпада с момента на изключване на входящата намотка (5) и изходящата намотка (6), а моментът на изключване на допълнителните изходящи намотки (7) и (8) съвпада с момента на включване на входящата намотка (5).

5. Система за магнитна модулация, съгласно претенция 1 и 2, характеризираща се с това, че магнитопроводът може да бъде реализиран от материали като аморфни, феритни и нанокристални магнитни материали.

6. Система за магнитна модулация, съгласно претенция 1 и 2, характеризираща се с това, че въздушната междина е с големина от 0.2 до 3 mm.

7. Система за магнитна модулация, съгласно претенция 1 и 2, характеризираща се с това, че постоянните магнити (3) и (4) са разположени по такъв начин, че създадените от тях магнитни потоци в долните яреми на двата крайни ядрени магнитопроводи при липса на захранване от външен токоизточник са в една и съща посока, а при наличие на захранване от външен токоизточник посоката на общия магнитен поток, създаден от постоянните магнити (3) и (4) в крайните ядрени магнитопроводи, съвпада с посоката на магнитния поток, възбуден в средния ядрен магнитопровод от входящата намотка (5) и изходящите намотки (6), (7) и (8).