СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2012 года по МПК H02M5/451 

Изобретение относится к частотному преобразованию электромагнитной энергии, в частности преобразование входной частоты F в выходную Fк.

Известные способы получения различных частот требуют дорогостоящего электронного оборудования и труда высококвалифицированных специалистов-электронщиков.

Целью изобретения является расширение диапазона (в сторону увеличения) получаемых частот и снижение себестоимости работ.

Указанная цель достигаются тем, что в качестве входной характеристики берется, например, частотная кривая напряжения, полученная в результате двухполупериодного выпрямления синусоидального напряжения с частотой 0.3 МГц (длина волны составит 1000 м, полупериод соответственно 500 м). Управляющим элементом служит индуктивность с длиной провода 500 м. Для увеличения частоты в К раз используем К катушек, имеющих электромагнитную связь с индуктивностью. Индуктируемый ток подается на управляющий электрод двухоперационного тиристора. Согласно правилу правоходового винта катушки вырабатывают положительные или отрицательные управляющие импульсы, следующие в функции пути прохождения фазы электромагнитным полем вдоль оси индуктивности, в нашем случае длина проводной намотки составляет 500 м. Фазовая скорость в спиральной линии передачи значительно меньше скорости света и зависит от количества уложенной длины проволоки (витков, спиралей) в единице длины спирали вдоль ее оси. Эта величина должна быть согласована с быстродействием преобразующего устройства (в нашем случае двухоперационного тиристора). Катушки имеют возможность передвижения вдоль оси индуктивности, регулируя скважность вырабатываемых импульсов. Для увеличения количества катушек (управляющих импульсов) индуктивность мотаем вдоль двух параллельных осей, например, восьмеркой увеличивая тем самым количество катушек. Индуктивность также может представлять собой тороид или архимедову спираль.

На рис.1 показано устройство, реализующее способ. Оно состоит из восьми катушек, имеющих форму втулок (обмотки, залитые компаундом), перемещаемых вдоль оси стержневой индуктивности 10, обмотки которой также залиты компаундом. На катушку 10 подается заданное базовое напряжение от выпрямителя 11. Управляющие импульсы от катушек 1-8 подаются на управляющий электрод тиристора 9, в цепь которого включена нагрузка С и Л. Нагрузка С и Л (емкость и индуктивность) могут работать в режиме резонанса на отдельных гармонических составляющих. Двухоперационным тиристором 9 достигаются операции включения (открытие тиристора), а также операция отключения тока (закрытие тиристора).

Работа устройства заключается в том, что управляющие катушки 1-8 подают на тиристор 9 открывающие импульсы (нечетные катушки) и закрывающие импульсы (четные катушки). На диаграмме изображена полуволна, разбитая управляющими импульсами на девять частей, т.е. частота выходного напряжения увеличивается в девять раз. Для работы устройства на кривых переходных процессов необходимо питание постоянным током, коммутирующее устройство и реактивная нагрузка.

Предлагаемый способ может найти самое разнообразное применение. Например, при использовании его в качестве прибора определения экологичности продуктов образцовый продукт помещают в межэлектродное конденсаторное пространство (при этом конденсаторные пластины должны быть герметично изолированы материалом с высокой диэлектрической проницаемостью, например сополимером), фиксируют емкостное сопротивление, по изменению которого судят о качестве продукта. Аналогично при изменении емкости судят о наличии в межэлектродном пространстве металла. Такой прибор реагирует на наличие взрывчатых веществ или наркотиков вследствие изменения диэлектрических свойств межэлектродной среды. Большая чувствительность прибора определяется использованием токов сверхвысоких частот. Изолирование пластин конденсатора позволяет увеличить напряжение, а значит, в квадратичной зависимости энергию электрического поля. Перспективным является использование способа для самонаведения морских торпед как на надводные, так и подводные цели, для чего одной из обкладок датчика является сама цель. Другая обкладка может вращаться в поиске цели внутри изолированного соленоида вместе с ним. Такая система включается на безопасном расстоянии от торпедного аппарата. Может быть отключена или включена кодовым электронным ключом, после чего при необнаруживании цели возвращаться на базу. Перспективно также применение способа для разложения воды (в водородной энергетике).

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к способам частотного преобразования электромагнитных сигналов. Способ предполагает подачу на индуктивность с длиной проволоки, равной половине длины волны, переменного напряжения с частотой f, наведение в управляющих катушках, индуктивно связанных с указанной индуктивностью, ЭДС магнитной индукции, поочередное снятие с каждой из восьми управляющих катушек положительных и отрицательных импульсов с последующей подачей их на управляющий вход тиристора, с выхода которого гармонические колебания поступают в реактивную нагрузку. Устройство, реализующее частотное преобразование электромагнитных сигналов, включает в себя выпрямитель, индуктивную катушку, восемь управляющих катушек, тиристор и реактивную нагрузку, представляющую собой колебательный контур. При этом управляющие катушки имеют возможность перемещения вдоль оси индуктивности. Техническим результатом изобретения является расширение диапазона получаемых частот. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ преобразования частоты, включающий индуктивность, имеющую длину проволоки, равную половине длины волны, подключенную к источнику переменного напряжения с частотой f, отличающийся тем, что для получения увеличенной выходной частоты используется на полупериодной длине волны K катушек, индуктивно связанных с исходной индуктивностью, причем катушки поочередно вырабатывают положительные и отрицательные управляющие импульсы с последующей подачей их на управляющий вход тиристора.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что индуктивность и катушки залиты компаундом, а катушки имеют возможность перемещения вдоль оси индуктивности.