Параметрический ортогонально-потоковый трансформатор с независимыми магнитопроводами Российский патент 2018 года по МПК H01F29/14 H01F30/06 

Параметрический ортогонально-потоковый трансформатор с независимыми магнитопроводами.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в областях генерирования, трансформации и фильтрации электроэнергии.

Известны и нашли применения пять типов неуправляемых параметрических трансформаторов [1]. Предлагаемый трансформатор ближе всего похож на параметрический ортогонально - потоковый трансформатор, но имеет существенные отличия. Если ортогонально - потоковый трансформатор [1] имеет общий для входной и выходной обмоток магнитопровод, то предлагаемый параметрический трансформатор имеет независимые замкнутые магнитопроводы для каждой обмотки. А благодаря отсутствию воздушных зазоров, вызывающих поля размагничивания, удается получить более высокий к.п.д.

На фиг. изображен один из возможных вариантов построения параметрического ортогонально - потокового трансформатора с независимыми магнитопроводами.

Входная обмотка 1 расположена на замкнутом магнитопроводе 2, а выходная обмотка 3 расположена на замкнутом магнитопроводе 4. Магнитопроводы пересекаются под углом 90° и имеют общий участок магнитопровода 5. Поскольку магнитные потоки от катушек 1 и 3 протекают по участку 5 в ортогональных плоскостях, то они не взаимодействуют друг с другом. Известно, что величина магнитного потока через поверхность равна:

, где α - угол между направлением вектора магнитной индукции В и нормалью к поверхности S. Следовательно, если поток протекает по отношению к поверхности под углом 90°, то в этом случае линии вектора магнитной индукции В будут скользить по поверхности S, не пересекая ее. Значит, и входная и выходная обмотки не будут иметь взаимной индукции, т.к.:

, где М₂₁ - коэффициент взаимной магнитной индукции входной и выходной обмоток трансформатора, Ф₂₁ - магнитный поток поля тока входной обмотки I₁ сквозь поверхность, ограниченную выходной обмоткой [2]. Таким образом, магнитный поток входной обмотки влияет только на изменение магнитной проницаемости магнитопровода выходной обмотки на участке 5, а э.д.с. не возбуждается:

Меняя проницаемость ортогональной поверхности на участке 5, мы тем самым меняем магнитное сопротивление магнитопровода 4 и, как следствие, величину индуктивности выходной обмотки 3. Благодаря наличию независимых магнитопроводов, имеется возможность управлять в широких пределах энергетическими характеристиками входной и выходной обмоток, что невозможно в уже известном параметрическом ортогонально - потоковом трансформаторе [1].

Размер и форма магнитопроводов могут быть разными, как и количество входных и выходных обмоток параметрического ортогонально - потокового трансформатора с независимыми магнитопроводами.

Предлагаемый параметрический ортогонально - потоковый трансформатор характерен отсутствием воздушных зазоров в магнитопроводах и возможностью в процессе его построения рассчитать индивидуальные для каждого магнитопровода максимальные величины вектора магнитной индукции и пределы изменения индуктивности обмоток. Это дает преимущества по сравнению с уже известными параметрическими трансформаторами.

Источники информации

1. Задерей Г.П., Заика П.Н. «Многофункциональные трансформаторы в средствах вторичного электропитания» - М.: «Радио и связь», 1989.

2. Б.М. Яворский, А.А. Детлаф, А.К. Лебедев «Справочник по физике. Для инженеров и студентов вузов», 8-е изд., перераб. и испр. - М.: ООО «Издательство Оникс»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2008.

3. М.И. Парамонов «Ортогонально - потоково - обмоточный трансформатор и его применение» научно - методический журнал «Проблемы современной науки и образования», №33 (115) 2017 год, DOI: 10.20861/2304-2338-2017-115-002.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в областях генерирования, трансформации и фильтрации электроэнергии. Технический результат состоит в повышении к.п.д. Параметрический ортогонально - потоковый трансформатор с независимыми магнитопроводами имеет одну или несколько входных и выходных обмоток с независимыми замкнутыми магнитопроводами, пересекающимися друг с другом под углом 90°. Поэтому магнитные потоки от обмотки одного из магнитопроводов меняют проницаемость других магнитопроводов в области их пересечения, что влечет изменение индуктивности других обмоток трансформатора, но из-за ортогонального распространения магнитного потока не возбуждают э.д.с. в других обмотках. 1 ил.

Параметрический ортогонально-потоковый трансформатор с независимыми магнитопроводами содержит одну или более входных и одну или более выходных обмоток, каждая из которых расположена на собственном замкнутом магнитопроводе, которые пересекаются друг с другом под прямыми углами так, что магнитный поток входной обмотки влияет только на изменение магнитной проницаемости магнитопровода выходной обмотки на участке их пересечения, а э.д.с. в выходной обмотке не возбуждается.