SU1711312A1

SU1711312A1 - Capacitance generator

Info

Publication number: SU1711312A1
Application number: SU894754842A
Authority: SU
Inventors: Владимир Алексеевич Челухин; Альбина Игоревна Затулий
Original assignee: Комсомольский-на-Амуре политехнический институт
Priority date: 1989-10-30
Filing date: 1989-10-30
Publication date: 1992-02-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике , более конкретно к емкостным генераторам с сегнетоэлектрическим активным материалом. Целью изобретени вл етс повышение удельной мощности генератора. Генератор состоит из электродов и подвижного диэлектрика между ними. Последний выполнен в виде составного эластичного кольца, две части которого, снабженные электродами, выполнены из сегнетонапол- ненной резины. При сдавливании кольца толкателем две части кольца смыкаютс , исключен воздушный зазор в рабочей емкости . В этот момент производитс зар дка рабочей емкости. При отходе толкател возникает воздушный зазор. При этом емкость уменьшаетс , а напр жение растет и снимаетс на нагрузку. Исключение воздушного, зазора при зар дке позвол ет вложить в генератор большую энергию возбуждени , т.е. подн ть удельную мощность. 1 ил.The invention relates to electrical engineering, more specifically to capacitive generators with a ferroelectric active material. The aim of the invention is to increase the power density of the generator. The generator consists of electrodes and a mobile dielectric between them. The latter is made in the form of a composite elastic ring, the two parts of which, provided with electrodes, are made of ferro-filled rubber. When the ring is pressed by the pusher, the two parts of the ring are closed, the air gap in the working tank is eliminated. At this point, the working capacity is charged. When you push the pusher there is an air gap. In this case, the capacitance decreases, and the voltage rises and is relieved by the load. The elimination of the air gap during charging makes it possible to invest a large excitation energy into the generator, i.e. raise power density. 1 il.

Description

Изобретение относитс к электротехнике , а более конкретно к емкостным генераторам с сегнетоэлектрическим активным материалом, работающим на электрическом поле. ,., - . ; . V --:V.The invention relates to electrical engineering, and more specifically to capacitive generators with a ferroelectric active material operating on an electric field. ., -. ; . V -: V.

Известны емкостные генераторы вращательного или возвратно-поступательного типа, в которых два электрода разделены активным сегнетоэлектрическим материалом . В таком генераторе электроды зар жаютс : напр жением возбуждени , когда они максимально сближены, а затем разр жаютс при максимально удаленных электродах . . ..- -, . . . v. ..Known capacitive generators of rotational or reciprocating type, in which the two electrodes are separated by an active ferroelectric material. In such a generator, the electrodes are charged: by the excitation voltage, when they are as close together as possible, and then discharged at the most distant electrodes. . ..- - -. . . v. ..

Известный емкостный генератор возвратно-поступательного типа имеет Henofr вижные электроды и подвижный корь, выполненный из сёгнетрэлектрической керамики . При работе генератора корь периодически вдвигаетс и выдвигаетс в пространство между электродами. Так как электроды генератора неподвижные, а корь подвижный, то между корем и электродами есть воздушный зазор. Наличие этого зазо- ра при зар дке значительно снижает зар дную емкость генератора, что объ сн етс следующим. При наличии воздушного зазора зар дна емкость генератора представл ет собой сложный конденсатор с двум воздушными зазорами по кра м и диэлектриком в середине. Такой слоистый конденсатор можно представить как состо щим из трех последовательносоединенных конденсаторов: двух - с .воздушным зазором ( ё ЕО ), м одного с диэлектриком из тита- ната бари { е ЕО ), но при таком соединении суммарна емкость будет незначительной и примерно равна емкостиKnown capacitive generator of reciprocating type has Henofr movable electrodes and movable measles, made of thermo electric ceramics. During generator operation, measles is periodically moved in and out into the space between the electrodes. Since the generator electrodes are stationary and the measles is mobile, there is an air gap between the core and the electrodes. The presence of this gap during charging significantly reduces the charge capacitance of the generator, which is explained as follows. With an air gap, the charge capacitance of the generator is a complex capacitor with two air gaps along the edges and a dielectric in the middle. Such a layered capacitor can be represented as consisting of three series-connected capacitors: two with an air gap (ё ЕО), one with a barium titanium dielectric {e ЕО), but with this connection the total capacitance will be insignificant and approximately equal to the capacitance

С 1ЧC 1H

воздушного зазора, несмотр на большую относительную диэлектрическую проницаемость материала сердечника, что снижает удельную мощность генератора и вл етс недостатком.air gap, despite the large relative dielectric constant of the core material, which reduces the generator specific power and is a disadvantage.

Цель изобретени - повышение удельной мощности емкостных генераторов.The purpose of the invention is to increase the power density of capacitive generators.

Указанна цель достигаетс тем, что в известном генераторе в качестве активного сегнетоэлектрического материала использовано составное эластичное кольцо, на внешней поверхности которого закреплены металлические электроды. Две части эластичного кольца, на которых закреплены электроды, выполнены из сегнетонаполнен- ной резины с большой относительной диэлектрической проницаемостью (ОДП), а другие две части, раздел ющие их, выпол- .нены из эластика с большой электрической прочностью и малой ОДП, а дл сжати кольца установлен на изолирующей подставке толкатель с контактным устройством.This goal is achieved by using a composite elastic ring as the active ferroelectric material in a known generator, on the outer surface of which metal electrodes are fixed. The two parts of the elastic ring on which the electrodes are fixed are made of ferro-filled rubber with a high relative dielectric constant (NDC), and the other two parts separating them are made of elastic with a high electrical strength and low NDP, and for Compressing the ring is mounted on an insulating stand. A pusher with a contact device.

При зар дке такого генератора кольцо плотно сжимаетс так, что воздушный зазор между сегнетонаполненными част ми полностью исключаетс , и зар дна ёмкость генератора будет определ етс только значением ОДП и электрической прочностью активного материала, что при Ј... Јо значительно повышает его зар д- ,ную емкость.When charging such a generator, the ring is tightly compressed so that the air gap between the ferro-filled parts is completely eliminated, and the generator's charge capacity will be determined only by the value of the negative current pulse and the electrical strength of the active material, which significantly increases its charge. , capacity.

На чертеже показана схема генератора.The drawing shows a diagram of the generator.

Генератор имеет диэлектрическое основание 1, на котором закреплены изолирующие стойки 2 и 3. Между этими стойками помещено составное эластичное кольцо, на одной стороне которого закреплен металлический электрод 4 (который может быть нанесен напылением). Этот электрод имеет вывод, который заземл етс или подсоедин етс к отрицательному полюсу источника возбуждени . Часть эластичного кольца 5, на которой закреплен электрод, выполнена из сегнетонаполненной резины (сегнето- эластика) с высоким значением ОДП и отделена от другой такой же части кольца с помощью двух других частей 6 и 7. имеющих низкое значение ОДП. Оставша с часть кольца 8 выполнена из того же материала, что и часть 5, и так же имеет электрод 9, который прижимаетс упругой силой эластичного кольца к плоскости провод щего толкател 10. Последний 10 имеет электрический контакт 1.1, который при сжатииThe generator has a dielectric base 1, on which insulating racks 2 and 3 are fixed. A composite elastic ring is placed between these racks, on one side of which a metal electrode 4 is fixed (which can be applied by spraying). This electrode has an outlet that is grounded or connected to the negative pole of the excitation source. The part of the elastic ring 5, on which the electrode is fixed, is made of ferro-filled rubber (ferroelastic) with a high ODP value and is separated from the other part of the ring by means of two other parts 6 and 7. which have a low ODP value. The remaining part of the ring 8 is made of the same material as part 5, and also has an electrode 9, which is pressed by the elastic force of an elastic ring to the plane of the conductive pusher 10. The last 10 has an electrical contact 1.1, which, when compressed

внешней силой кольца соедин етс с контактом 12 положительного полюса системы возбуждени , а при обратном ходе контакту 13 высоковольтного электрода выходного напр жени .The external force of the ring is connected with the contact 12 of the positive pole of the excitation system, and during the reverse course of the contact 13 of the high-voltage output voltage electrode.

Генератор работает следующим образом .The generator works as follows.

Механический приводной двигатель нажимает на толкатель и сжимает кольцо доThe mechanical drive motor presses the pusher and compresses the ring until

полного исчезновени воздушного зазора. При этом контакт толкател соедин етс с системой возбуждени через контакт 12 и генератор зар жаетс до напр жени возбуждени Увозб при максимально сближенных электродах. Затем толкатель возвращаетс в исходное положение либо внешним двигателем, либо под действием упругой силы кольца. При этом электроды удал ютс один от другого и за счет этого иcomplete disappearance of the air gap. In this case, the contact of the pusher is connected to the excitation system through the contact 12 and the generator is charged before the voltage of the Vozb excitation at the closest electrodes. The pusher then returns to its original position, either by an external motor or by the elastic force of a ring. In this case, the electrodes are removed from one another and due to this and

по влени воздушного зазора емкость системы сильно снижаетс , а напр жение пропорционально возрастает. При касании контактом толкател 11 контакта высоковольтного электрода 13 генератор разр жаетс на нагрузку. Затем цикл повтор етс .the appearance of an air gap, the system capacity is greatly reduced, and the voltage increases proportionally. When the contact is touched by the pusher 11 of the contact of the high-voltage electrode 13, the generator is discharged to the load. Then the cycle is repeated.

Генератор подобного типа может бытьThis type of generator can be

выполнен с вращательным приводом, дл made with rotary drive, for

чего внутрь кольца может быть помещенаof which the ring can be placed

вращающа с вилка, котора измен ет форму кольца, пещодач,еЈки раст швц его то в вертикальном направлении, то в .горизонтальном . Исключение воздушного зазора при зар дке значительно увеличивает зар дную ёмкость генератора и тем самымrotating fork, which changes the shape of the ring, the caves, and its length grows in the vertical direction, now in the horizontal direction. The exclusion of the air gap during charging significantly increases the charge capacity of the generator and thus

повышает его удельную мощность. Ф о р м у л а и з о б р е-т е н и Емкостный генератор содержащий плоские электроды, подвижный диэлектрик, размещенный между ними, и контактнуюincreases its power density. Ph o m u l a i z o b r e u n e Capacitive generator containing flat electrodes, a movable dielectric placed between them, and a contact

систему, о т л и ч а ю щ и и с тем, что, с целью повышени удельной мощности генератора за счет исключени воздушного зазора между электродами при зар дке, подвижный диэлектрик выполнен в видеsystem, in order to increase the power density of the generator by eliminating the air gap between the electrodes during charging, the mobile dielectric is made in the form

эластичного составного кольца, две части которого выполнены из сегнетонаполненной резины и на их внешней поверхности закреплены электроды, а раздел ющие их две другие части кольца выполнены из эластичного материала, относительна диэлектрическа проницаемость которого меньше, чем у материала первых двух частей кольца, при этом контактна система размещена на дополнительно введенном в устройство металлическом толкателе, установленном на изолирующей подставке.an elastic composite ring, the two parts of which are made of ferro-filled rubber and electrodes are fixed on their outer surface, and the other two parts of the ring separating them are made of elastic material whose relative dielectric constant is lower than that of the material of the first two parts of the ring; placed on the metal pusher additionally inserted into the device, mounted on an insulating base.

Claims

Claim

A capacitive generator containing flat electrodes, a movable dielectric placed between them, and a contact system, with the aim that, in order to increase the specific power of the generator by eliminating the air gap between the electrodes when charging, the movable dielectric is made in the form of an elastic composite ring, two parts of which are made of ferro-filled rubber and electrodes are fixed on their outer surface, and the two other parts of the ring separating them are made of elastic material, the relative dielectric of permeability which is less than that of the material of the first two parts of the ring, wherein the contact system is placed on additionally introduced in the metallic pusher device mounted on the insulating support.