RU2476960C2 - Магнитоэлектрический трансформатор - Google Patents
Магнитоэлектрический трансформатор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2476960C2 RU2476960C2 RU2011109972/07A RU2011109972A RU2476960C2 RU 2476960 C2 RU2476960 C2 RU 2476960C2 RU 2011109972/07 A RU2011109972/07 A RU 2011109972/07A RU 2011109972 A RU2011109972 A RU 2011109972A RU 2476960 C2 RU2476960 C2 RU 2476960C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- capacitor
- magnetoelectric
- dielectric
- ferrit
- core
- Prior art date
Links
Landscapes
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электронике и может быть использовано в радиотехнике для преобразования переменного напряжения. Магнитоэлектрический трансформатор представляет собой структуру, состоящую из катушки индуктивности, намотанной на магнитоэлектрический конденсатор, диэлектриком которого является объемный феррит-пьезоэлектрический композиционный материал в форме стержня, геометрические размеры которого соответствуют условию механического резонанса. При подаче на конденсатор переменного напряжения в пьезоэлектрической фазе диэлектрика создаются механические деформации, которые передаются в ферритовую фазу, где, вследствие магнитострикции, возникает переменная намагниченность, которая индуцирует эдс в намотанной на образец катушке индуктивности. При совпадении частоты входного электрического напряжения с частотой механического резонанса стержня наступает резонансное увеличение амплитуды вынужденных колебаний, приводящее к пиковому увеличению амплитуды выходного напряжения. В качестве диэлектрика использован объемный феррит-пьезоэлектрический материал в форме стержня, а во входной цепи катушка индуктивности заменяется обкладками конденсатора, что обеспечивает технический результат, состоящий в модернизации конструктивного исполнения, повышении технологичности управления, эффективности действия преобразователя и уменьшении потерь энергии во входной цепи. 1 ил.
Description
Изобретение относится к электронике и может быть использовано в радиотехнике для преобразования переменного напряжения.
Известен трансформатор напряжения, состоящий, в классическом исполнении, из магнитопровода и намотанных на него двух электрических обмоток. Передача энергии из одной цепи в другую производится благодаря явлению взаимной индукции [см. Л.А.Бессонов. Теоретические основы электротехники. Издание девятое, переработанное и дополненное. М.: Высшая школа, 1996 г., 639 с.]. Коэффициент трансформации определяется только соотношением количества витков выше упомянутых обмоток (за вычетом потерь).
Недостатком его является громоздкость элементов конструкции, связанная с наличием двух обмоток - первичной и вторичной.
Наиболее близким по техническому решению, принятому за прототип, является магнитоэлектрический преобразователь напряжения, представляющий собой образец из композиционного феррит-пьезоэлектрического материала в форме тонкого диска, на нижней и верхней поверхностях которого нанесены тонкие металлические контакты [см. Патент №99246 от 10.11.2010].
Недостатком известного магнитоэлектрического преобразователя напряжения является сложность намотки требуемого количества витков катушки индуктивности (определяющих коэффициент преобразования напряжения), обусловленная использованием в качестве диэлектрика образца в форме тонкого диска.
Задача, на решение которой направлено заявляемое решение, состоит в модернизации конструктивного исполнения и повышении эффективности действия преобразователя.
Для решения данной задачи предложен магнитоэлектрический трансформатор, состоящий из катушки индуктивности, намотанной на магнитоэлектрический конденсатор, диэлектриком которого является объемный феррит-пьезоэлектрический композиционный материал, диэлектрик конденсатора выполнен в форме стержня, геометрические размеры которого соответствуют условию механического резонанса, причем выходное напряжение снимается с катушки индуктивности.
Предлагаемое изобретение позволяет получить следующие технические результаты: модернизация конструктивного исполнения, технологичность управления трансформатором и повышение эффективности действия преобразователя.
Для пояснения предлагаемого изобретения предложен чертеж, где изображен общий вид магнитоэлектрического трансформатора.
Устройство представляет собой магнитоэлектрический конденсатор, изготовленный из композиционного феррит-пьезоэлектрического материала в форме стержня 3, на нижней и верхней поверхностях которого нанесены тонкие металлические контакты 1, предназначенные для подачи входного сигнала. На конденсатор намотана катушка индуктивности 2, содержащая N витков.
Устройство работает следующим образом: к электродам прикладывается переменное напряжение частотой f, создающее в пьезоэлектрической фазе вынужденные механические деформации. Эти деформации, посредством механического взаимодействия, передаются в ферритовую подсистему, где, вследствие магнитострикции, возникает переменная намагниченность, приводящая к изменению магнитного потока, пронизывающего намотанную на образец катушку, что приводит к возникновению ЭДС индукции. При совпадении частоты входного электрического напряжения с частотой механического резонанса стержня наступает резонансное увеличение амплитуды вынужденных колебаний, приводящее к пиковому увеличению амплитуды выходного напряжения.
В отличие от прототипа, магнитоэлектрический трансформатор представляет собой не образец из композиционного феррит-пьезоэлектрического материала в форме тонкого диска, а объемный феррит-пьезоэлектрический композит в форме стержня, что приводит к улучшению конструкции и повышению эффективности действия преобразователя. Кроме того, в отличие от магнитоэлектрического трансформатора, содержащего слоистую структуру, состоящую из механически связанных между собой пьезоэлектрической и двух магнитострикционных пластинок и намотанную на них катушку индуктивности [см.S. Dong, J.F. Li, D.Viehland, J.Cheng, L.E.Cross. A strong magnetoelectric voltage gain effect in magnetostrictiv-piezoelectric composite // Applied Physics Letters, 2004, v.83, №16, p.1354], управление осуществляется не магнитным, а электрическим полем, что позволяет заменить катушку индуктивности во входной цепи на конденсатор малой емкости, что приводит к уменьшению потерь энергии.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет модернизировать конструктивное исполнение, повысить технологичность управления трансформатором, повысить эффективность действия преобразователя и уменьшить потери энергии во входной цепи.
Claims (1)
- Магнитоэлектрический трансформатор, представляющий структуру из катушки индуктивности и магнитоэлектрического конденсатора, диэлектриком которого является объемный феррит-пьезоэлектрический композиционный материал, отличающийся тем, что диэлектрик конденсатора выполнен в форме стержня, геометрические размеры которого соответствуют условию механического резонанса, причем выходное напряжение снимается с катушки индуктивности.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011109972/07A RU2476960C2 (ru) | 2011-03-16 | 2011-03-16 | Магнитоэлектрический трансформатор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011109972/07A RU2476960C2 (ru) | 2011-03-16 | 2011-03-16 | Магнитоэлектрический трансформатор |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011109972A RU2011109972A (ru) | 2012-09-27 |
RU2476960C2 true RU2476960C2 (ru) | 2013-02-27 |
Family
ID=47077927
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011109972/07A RU2476960C2 (ru) | 2011-03-16 | 2011-03-16 | Магнитоэлектрический трансформатор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2476960C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2562067C1 (ru) * | 2014-05-20 | 2015-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого" | Кольцевой магнитоэлектрический трансформатор с подмагничиванием |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU320689A1 (ru) * | Ленинградское специализированное пуско наладочное управление всЕ СОЮ сМАП | В. Д. РЫБКИН, В. А. Кайтмазов, Э. С. Тентлери Е. Е. Штейнман | ||
EP1092980A1 (en) * | 1999-10-01 | 2001-04-18 | Universidad Pontificia Comillas | Electrical current measurement transformers based on mechanical waves |
US6492763B2 (en) * | 2000-05-04 | 2002-12-10 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Piezoelectric ceramic composition, and high power output transformer made of the same composition |
US6754765B1 (en) * | 2001-05-14 | 2004-06-22 | Integrated Memory Logic, Inc. | Flash memory controller with updateable microcode |
US20060049717A1 (en) * | 2004-09-08 | 2006-03-09 | Frank Liebenow | Transformer |
CN201359903Y (zh) * | 2009-01-14 | 2009-12-09 | 郑州乾新电子有限公司 | 液态磁填充式高频变压器 |
RU99246U1 (ru) * | 2010-06-21 | 2010-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого | Магнитоэлектрический преобразователь напряжения |
-
2011
- 2011-03-16 RU RU2011109972/07A patent/RU2476960C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU320689A1 (ru) * | Ленинградское специализированное пуско наладочное управление всЕ СОЮ сМАП | В. Д. РЫБКИН, В. А. Кайтмазов, Э. С. Тентлери Е. Е. Штейнман | ||
EP1092980A1 (en) * | 1999-10-01 | 2001-04-18 | Universidad Pontificia Comillas | Electrical current measurement transformers based on mechanical waves |
US6492763B2 (en) * | 2000-05-04 | 2002-12-10 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Piezoelectric ceramic composition, and high power output transformer made of the same composition |
US6754765B1 (en) * | 2001-05-14 | 2004-06-22 | Integrated Memory Logic, Inc. | Flash memory controller with updateable microcode |
US20060049717A1 (en) * | 2004-09-08 | 2006-03-09 | Frank Liebenow | Transformer |
CN201359903Y (zh) * | 2009-01-14 | 2009-12-09 | 郑州乾新电子有限公司 | 液态磁填充式高频变压器 |
RU99246U1 (ru) * | 2010-06-21 | 2010-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого | Магнитоэлектрический преобразователь напряжения |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2562067C1 (ru) * | 2014-05-20 | 2015-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого" | Кольцевой магнитоэлектрический трансформатор с подмагничиванием |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011109972A (ru) | 2012-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7256532B2 (en) | Method and apparatus for high voltage gain using a magnetostrictive-piezoelectric composite | |
RU2505919C1 (ru) | Способ, система и устройство для беспроводной передачи энергии (варианты) | |
RU2476960C2 (ru) | Магнитоэлектрический трансформатор | |
RU2481689C1 (ru) | Беспроводной электромагнитный приемник и система беспроводной передачи энергии | |
RU128775U1 (ru) | Кольцевой магнитоэлектрический трансформатор | |
EP2312596A3 (en) | SIP (symmetrical-in-parallel) induction coils for electromagnetic devices | |
RU99246U1 (ru) | Магнитоэлектрический преобразователь напряжения | |
RU104375U1 (ru) | Узкополосный магнитоэлектрический трансформатор напряжения | |
Kefalas et al. | Mixed Si-Fe wound cores five legged transformer: losses and flux distribution analysis | |
RU108216U1 (ru) | Многослойный магнитоэлектрический трансформатор | |
Yoo et al. | Investigation of vibration and acoustic noise emission of powder core inductors | |
JP2016214074A (ja) | 減衰電力増幅できる磁電気装置 | |
JP2012204454A (ja) | インダクタ及び2相インターリーブ制御方式力率改善コンバータ | |
RU154712U1 (ru) | Магнитоэлектрический трансформатор напряжения | |
RU2481704C1 (ru) | Беспроводной электромагнитный приемник и система беспроводной передачи энергии | |
RU202588U1 (ru) | Магнитоэлектрический трансформатор | |
CN113922519A (zh) | 用于大磁场空间的轻量化能量接收装置、能量耦合机构 | |
RU114394U1 (ru) | Дисковый магнитоэлектрический трансформатор | |
RU2562067C1 (ru) | Кольцевой магнитоэлектрический трансформатор с подмагничиванием | |
Wen et al. | Investigation on transmission efficiency for magnetic materials in a wireless power transfer system | |
RU2423746C2 (ru) | Электрический высокочастотный резонансный трансформатор (варианты) | |
CN202084398U (zh) | 一体式线圈结构的干式变压器 | |
CN102227787B (zh) | 感应设备 | |
RU2645222C2 (ru) | Устройство и способ усиления электрических сигналов | |
RU2642497C1 (ru) | Магнитоэлектрический преобразователь ток - напряжение с удвоением частоты |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160317 |