RU2077107C1

RU2077107C1 - Transformer converter

Info

Publication number: RU2077107C1
Application number: RU94041529A
Authority: RU
Inventors: И.Х. Хайруллин; И.Ф. Янгиров; Ф.Р. Исмагилов
Original assignee: Уфимский государственный авиационный технический университет
Priority date: 1994-11-17
Filing date: 1994-11-17
Publication date: 1997-04-10
Also published as: RU94041529A

Abstract

FIELD: vibration engineering, watch and clock engineering, instrumentation engineering. SUBSTANCE: two similar spiral springs 3, 4 embrace opposite columns of magnetic core 1 on one plane and internal ends 5, 6 of each spring are rigidly coupled with core 1. Springs are arranged so that they are wound in opposite directions and electrically shorted out by external ends 7, 8 which are also coupled mechanically and in symmetrical opposition with shaft 9 which is free to vibrate on its supports. Passing AC current through winding 2 winds up and upwards springs 3, 4 placing shaft in vibratory and rotary motion. EFFECT: improved design. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в часовой промышленности, приборостроении. The invention relates to vibration technology and can be used in the watch industry, instrumentation.

Известен магнитоэлектрический преобразователь (1), содержащий прямоугольный корпус-магнитопровод, постоянные магниты и магнитопроводящую пружину с подвижным элементом, где магнитопроводящая пружина выполнена плоской спиральной и размещена в зазоре между постоянными магнитами, установленными жестко разноименными полюсами на внутренней стенке корпуса, пружина внутренним концом закреплена на неподвижной оси между магнитами, а внешним концом связана с подвижным элементом, имеющим возможность линейного перемещения по направляющей преобразователя, а также на концах пружины имеются электрические выводные концы, предназначенные для подключения к управляющему источнику тока. Known magnetoelectric transducer (1), containing a rectangular casing-magnetic core, permanent magnets and a magnetically conductive spring with a movable element, where the magnetically conductive spring is made flat spiral and is placed in the gap between the permanent magnets mounted rigidly opposite poles on the inner wall of the housing, the spring is fixed with an inner end to a fixed axis between the magnets, and the outer end is connected with a movable element that can linearly move along the guide photoelectret, as well as at the ends of the spring are electric outlet ends for connection to the controlled current source.

Недостатком известного магнитоэлектрического преобразователя является сложная конструкция и низкая надежность, обусловленная наличием специального воздушного зазора и возможностью заклинивания спиральной пружины в зазоре корпуса, электрическим замыканием между витками, а также низкая эффективность, обусловленная неполным использованием энергии магнитного поля преобразователя. A disadvantage of the known magnetoelectric transducer is the complex design and low reliability due to the presence of a special air gap and the possibility of jamming of the coil spring in the gap of the housing, electrical short circuit between the turns, and low efficiency due to the incomplete use of the magnetic field energy of the transducer.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является магнитоэлектрический преобразователь, (2), содержащий постоянные магниты, закрепленный на магнитопроводящих пружинах якорь и катушку с обмоткой управления, где один из упомянутых магнитов закреплен неподвижно с торцевой части катушки и снабжен полюсными наконечниками, магнитопроводящие пружины изогнуты в виде петли, одни ветви которых размещены с внешней стороны катушки с обмоткой управления и прилегают к полюсным наконечникам неподвижного постоянного магнита, а другие расположены внутри катушки и между ними закреплен подвижный постоянный магнит, причем оба постоянных магнита обращены друг к другу разноименными полюсами, а также неподвижный постоянный магнит разделен на два постоянных магнита, которые размещены по обе стороны неподвижного постоянного магнита, причем все магниты расположены в одной плоскости. The closest technical solution adopted for the prototype is a magnetoelectric transducer, (2) containing permanent magnets, an anchor and a coil with a control winding mounted on magnetically conducting springs, where one of the magnets is fixed motionless from the end of the coil and is equipped with pole tips, magnetically conducting springs bent in the form of a loop, some branches of which are placed on the outside of the coil with a control winding and are adjacent to the pole pieces of a fixed permanent magnet, and d They are located inside the coil and a movable permanent magnet is fixed between them, both permanent magnets facing each other with opposite poles, and the stationary permanent magnet is divided into two permanent magnets that are placed on both sides of the stationary permanent magnet, all magnets are located in one plane .

Недостатком известного магнитоэлектрического преобразователя является сложность конструкции, обусловленная сложной системой взаимосвязанных элементов, а также низкая его эффективность из-за неполного использования энергии магнитного поля. A disadvantage of the known magnetoelectric converter is the design complexity due to the complex system of interconnected elements, as well as its low efficiency due to the incomplete use of magnetic field energy.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение эффективности действия преобразователя. The objective of the invention is to simplify the design and increase the efficiency of the Converter.

Задача достигается тем, что в известном трансформаторном преобразователе, содержащем замкнутый корпус-магнитопровод с обмоткой переменного тока и плоскую электропроводящую спиральную пружину, в отличие от прототипа две одинаковые спиральные пружины обхватывают на одной плоскости противоположные коленки магнитопровода и внутренними концами каждый жестко связан с магнитопроводом, причем обе расположены друг относительно друга противоположными намотками, электрически соединены накоротко внешними концами, которые одновременно механически и симметрично- противоположно связаны с валом, имеющим возможность свободного колебания на своих опорах. The objective is achieved in that in the known transformer converter comprising a closed casing-magnet core with an alternating current winding and a flat conductive coil spring, unlike the prototype, two identical coil springs encircle opposite bends of the magnetic circuit on the same plane and each end is rigidly connected to the magnetic circuit, and both are located relative to each other by opposite windings, are electrically connected by short external ends, which are simultaneously fur nical and simmetrichno- oppositely connected to the shaft, having the possibility of free oscillations at its poles.

Кроме того, в отличие от прототипа две одинаковые спиральные пружины соединены электрически накоротко внешними и внутренними концами через выпрямительные диоды соответственно, причем диоды каждой спирали имеют друг относительно друга противоположные проводимости для прямого тока и спирали механически связаны с валом. А также возможно нанесение на поверхности электропроводящих спиральных пружин магнитопроводящей пленки. In addition, unlike the prototype, two identical coil springs are electrically short-circuited by the external and internal ends via rectifier diodes, respectively, the diodes of each spiral having opposite conductivities relative to each other for direct current and the spiral are mechanically connected to the shaft. It is also possible to apply a magnetically conductive film on the surface of the electrically conductive coil springs.

На фиг.1 представлен трансформаторный преобразователь; на фиг.2 сечение преобразователя. Figure 1 presents the transformer Converter; figure 2 cross section of the Converter.

Трансформаторный преобразователь содержит замкнутый корпус - магнитопровод 1 с обмоткой переменного тока 2 и плоскую электропроводящую спиральную пружину 3. Две одинаковые спиральные пружины 3, 4 обхватывают на одной плоскости противоположные коленки магнитопровода 1 и внутренними концами 5, 6 каждый жестко связан с магнитопроводом 1, причем обе расположены друг относительно друга противоположными намотками, электрически соединены накоротко внешними концами 7, 8, которые одновременно механически и симметрично-противоположно связаны с валом 9, имеющим возможность свободного колебания на своих опорах. The transformer converter contains a closed housing - a magnetic circuit 1 with an alternating current winding 2 and a flat electrically conductive spiral spring 3. Two identical spiral springs 3, 4 encircle the opposite legs of the magnetic circuit 1 on the same plane and each inner ends 5, 6 are rigidly connected to the magnetic circuit 1, both of which located relative to each other by opposite windings, electrically connected by short external ends 7, 8, which are simultaneously mechanically and symmetrically oppositely connected to the shaft Ohm 9, with the possibility of free oscillation on its supports.

Кроме того, возможно конструкция преобразователя, когда две одинаковые спиральные пружины 3, 4 соединены электрически накоротко внешними 7, 8 и внутренними 5, 6 концами через выпрямительные диоды соответственно, причем диоды каждой спирали 3,4 имеют друг относительно друга противоположные проводимости для прямого тока и спирали механически связаны с валом 9. In addition, the design of the converter is possible when two identical coil springs 3, 4 are electrically short-circuited by the external 7, 8 and internal 5, 6 ends through rectifier diodes, respectively, and the diodes of each coil 3.4 have opposite conductivities relative to each other for direct current and spirals are mechanically connected with the shaft 9.

Преобразователь работает следующим образом. При пропускании через обмотку переменного тока 2 импульса тока на магнитопроводе 1 возникает поток переменной величины, который трансформирует в спиральных пружинах 3, 4 ЭДС. Потоки в противоположных коленках магнитопровода 1 имеют противоположные направления и спирали 3, 4 имеют противоположные намотки, поэтому в электропроводящих пружинах наводятся токи, которые замыкаются накоротко через обе спиральные пружины одновременно. Взаимодействие токов витка спиралей вызывает появление электродинамической силы (3), которая в свою очередь вызывает закручивание и раскручивание спиральных пружин 4, 3 соответственно. В результате на вал 9 действуют две противоположные вращающиеся силы (переменные моменты), которые заставляют совершать вал 9 колебательно-вращательные движения на опорах. The converter operates as follows. When passing through the winding of the alternating current 2 current pulses on the magnetic circuit 1, a variable flow occurs, which transforms the EMF in coil springs 3, 4. The flows in the opposite knees of the magnetic circuit 1 have opposite directions and the spirals 3, 4 have opposite windings, therefore, currents are induced in the electrically conductive springs, which are short-circuited through both spiral springs simultaneously. The interaction of the currents of the spiral turns causes the appearance of an electrodynamic force (3), which in turn causes twisting and untwisting of the spiral springs 4, 3, respectively. As a result, two opposite rotating forces (variable moments) act on the shaft 9, which force the shaft 9 to perform vibrational-rotational movements on the supports.

При варианте преобразователя, когда спиральные пружины 3, 4 замкнуты накоротко через выпрямительные диоды при подключении переменного тока к обмотке 2 на спиральных пружинах благодаря диодам соответственно возникают чередующиеся короткозамкнутые токи, т.е. при прохождении тока через спираль 3 по спирали 4 ток не протекает и наоборот. Благодаря этому спиральные пружины 3, 4 будут закручиваться и раскручиваться поочередно и вал 9 будет совершать колебательныt движения с частотой управления. Это явление может быть использовано, например, как электродвигатель для часов. In the variant of the converter, when the coil springs 3, 4 are short-circuited through rectifier diodes, when alternating current is connected to winding 2, the coil springs give alternating short-circuited currents due to the diodes, i.e. when current flows through spiral 3 through spiral 4, current does not flow and vice versa. Due to this, the coil springs 3, 4 will be twisted and untwisted in turn and the shaft 9 will oscillate with the control frequency. This phenomenon can be used, for example, as an electric motor for watches.

Когда на поверхности спиральных пружин нанесена магнитопроводящая пленка, магнитный поток рассеивания замыкается через магнитопроводящие пленки спиралей 3, 4, тем самым усиливая электромагнитные силы между витками и повышая полезный момент, развиваемые спиральными пружинами. Усилие имеет переменную величину (случай преобразователя без диодов 1), и вал 9 совершает колебательные движения. When a magnetically conductive film is deposited on the surface of the coil springs, the magnetic flux of the dispersion closes through the magnetically conductive films of the spirals 3, 4, thereby enhancing the electromagnetic forces between the turns and increasing the useful moment developed by the coil springs. The force is variable (the case of the converter without diodes 1), and the shaft 9 makes oscillatory movements.

Таким образом, предложенный трансформаторный преобразователь позволяет существенно упростить конструкцию и повысить эффективность действия за счет полного использования энергии магнитного поля преобразователя. Thus, the proposed transformer Converter can significantly simplify the design and increase the efficiency due to the full use of the energy of the magnetic field of the Converter.

Claims

1. A transformer converter comprising a closed magnetic casing with an alternating current winding and a flat conductive coil spring, characterized in that two identical coil springs encircle opposite columns of the magnetic circuit on the same plane and each end is rigidly connected to the magnetic circuit, both springs being located relative to each other each other with opposite windings, are electrically connected by short external ends, which are simultaneously mechanically and symmetrically opposed olozhno connected to the shaft, having the possibility of free oscillations at its poles.

2. The Converter according to claim 1, characterized in that two identical coil springs are electrically short-circuited by the external and internal ends through rectifier diodes, respectively, the diodes of each spiral having opposite conductivities relative to each other for direct current, and the spirals are mechanically connected to the shaft.

3. The Converter according to claim 1 or 2, characterized in that on the surface of the electrically conductive coil springs applied magnetic conductive tape-film.