ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Российский патент 1997 года по МПК H02K33/16 B06B1/04 

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в часовой промышленности, приборостроении.

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.

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.

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.

Недостатком известного магнитоэлектрического преобразователя является сложность конструкции, обусловленная сложной системой взаимосвязанных элементов, а также низкая его эффективность из-за неполного использования энергии магнитного поля.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение эффективности действия преобразователя.

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.

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.

На фиг.1 представлен трансформаторный преобразователь; на фиг.2 сечение преобразователя.

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.

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.

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.

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.

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.

Таким образом, предложенный трансформаторный преобразователь позволяет существенно упростить конструкцию и повысить эффективность действия за счет полного использования энергии магнитного поля преобразователя.

Использование: в вибрационной технике, часовой промышленности, приборостроении. Сущность изобретения: две одинаковые спиральные пружины 3, 4 обхватывают на одной плоскости противоположные колонки магнитопровода 1 и внутренними концами 5, 6 каждый жестко связан с магнитопроводом 1. Пружины 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. Пропускание через обмотку 2 переменного тока вызывает закручивание и раскручивание спиральных пружин 4, 3, в результате чего вал совершает колебательно-вращательное движение. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Трансформаторный преобразователь, содержащий замкнутый корпус-магнитопровод с обмоткой переменного тока и плоскую электропроводящую спиральную пружину, отличающийся тем, что две одинаковые спиральные пружины обхватывают на одной плоскости противоположные колонки магнитопровода и внутренними концами каждая жестко связана с магнитопроводом, причем обе пружины расположены относительно друг друга противоположными намотками, электрически соединены накоротко внешними концами, которые одновременно механически и симметрично противоположно связаны с валом, имеющим возможность свободного колебания на своих опорах. 2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что две одинаковые спиральные пружины соединены электрически накоротко внешними и внутренними концами через выпрямительные диоды соответственно, причем диоды каждой спирали имеют относительно друг друга противоположные проводимости для прямого тока, и спирали механически связаны с валом. 3. Преобразователь по п.1 или 2, отличающийся тем, что на поверхности электропроводящих спиральных пружин нанесена магнитопроводящая лента-пленка.