BG67343B1 - 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

Област на техниката

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 на изобретението

Задачата на изобретението е да се създаде метод и 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 изходящи 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.

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.

Пояснение 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.

BG 67343 Bl

Пример за изпълнение на изобретението

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 изходящи 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 (2)

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