Устройство для преобразования энергии Советский патент 1983 года по МПК G05F1/56 H03B15/00 

S

Изобретение относится к электротехнике и може,т Ъыть использовано в качестве регулируемого источника пи тания в схемах автоматики и информационно-измерительной технике. Известна конструкция источника питания, содержащего входной.источник постоянного тока, регулирующие транзисторы и блок для определения величины управляющего напряжения, подаваемого на регулируемый транзис тор Cl.. Недостатком этой конструкции явл ется малая- чувствительность источни ка в ди-апазоне малых токов и напряжений. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройств для преобразования энергии, содержа щее элементы Холла с входными и выходными отводами СзI. Недостаток устройства - сложност конструкции, обусловленная большим количеством отводов, присоединение которых осуществляется методом приваривания или вплавления к кристалл а также наличие ступенч-ато,й характе ристики регулируемой ЭДС из-за кали чия переключателя вспомогательных :отводов. .- . Цель изобретения - упрощение конструкции и получение .линейной статической характеристики ЭДС. Поставленная цель достигает-ся тем, что устройство для преобразования энергии, содержащее элементы 5Со;1ла с входными и выходными отводами, снабжено магнитрпроводом, постоянным магнитом и держателями из изоляционного материала, причем .магнитопровод устройства.выполнен в виде пологопрямоугольного четырехгранника, две боковые противолежащие грани которого имеют форму трапеции и размещены в держателях, а смежные гранц выполнены в виде четырехугольных перемычек и состоят из,двух частей, отделенных друг от друга немагнитными зазорами, выполненными по диагонали перемычек, при чем в держателях, в месте размещения меньших оснований боковых граней трапецеидальной формы, выполнены еквоэные отверстия, в которых размещены элементы Холла, одни из в.ходных отводов которых соединены после довател ьно, а из выходных - последовательно и встречно, причем посто янный магнит размещен между четырех угольными перемычками, полюса которого обращены к последним и выполне с возможностью продольного перемеще ния относительно перемычек. На.фиг. 1 изображено устройство , для лpeoбpё,эoвaния энергии, общий вид на фиг. 2 - электрическая схем соединения элементов Холла. Устрой.ство для преобразования энергии содержит (фиг. 1). .элементы Холла 1с входными и выходными отводами, магнитопровод, постоянный магнит 2 и держатели 3 из изоляционного материала, причем магнитопровод устройства выполнен в виде полого прямоугольного четырехгранника, две боковые противолежащие грани 4 KQTOpoiTO имеют форму трапеции и размещены в держателях 3, а смежные грани выполнены в виде четырехугольных перемычек и состоят из двух частей 5, отделенных друг от друга немагнитными зазорами, выполненными по диагонали перемычек, причем в держа телях 3 в месте размещения меньших оснований боковых граней 4/ трапецеидальной формы выполнены о сквозные отверстия, в которых размещены элементы Холла 1, одни из входных отводов которых соеЗоинены последовательно, а выходных - последовательно и встречно, а постоянный магнит 2 размещен между четырехуголь .ннми перемычками, полюса которогЬ обращены к последним и выполнен с возможность ю продольного перемещения относительно перемычек.. Элементы магнитодровода вместе с держателями, в отверстиях которых размещены элементы Холла, при сборке могут быть закреплены при помощи рамок крепления, - Устройство работает сл.едующим образом. На входное отводы элементов Холла 1 (фиг. 2) подается постоянный fTOK. хол при расположении прстоянного магнита 2 в среднем положении ,00 магнитные потоки .Ф и Ф, cosjciaBg.емые постоянным магнитом 2, в левой. и правой частях магнитопровода устройства равны между -собой,, т.е. Фд ф. В этом случае магнитная индукция Вд и магнитная индукция В„, . пересекающие элементы Холла 1, также равны, т.е. БД БП- ЭДС БД, наведенная в-левом элементе Холла, и ЭДС Ef,, наведенная в правом элементе Холла, под действием одинаковых магнитных индукций БД и В также равны между собой, но имеют противоположные знаки, т.е. Ед Е,. Результирующая ЭДС Е „.„ на выходе ,, . ВЫл элементов Холла в этом случае равна нулю, т.е. Egbix 0. При перемещении постоянного магнита 2 в левую сторону на расстояние X маг-нитная индукция увеличивается из-за увеличения площадей левых частей перелачен, от деленных друг от друга немагн итными зазорами,перекрываемых постояным магнитом 2, Маг нитная индукция В соответственно уменьшается из-за уменьшения площадей правых частей перемычек перекрывдёк&ос постоянным маЬнитом 2. Это npHBOjuiT к увеличению индукции Вд И уменьшению индук- . ции&,В результате на выходе эле(ментов Холла появляется результирующая ЭДС Е щ, , обусловленная разностью величин Бу и Е„1 равных , .

ёых (Вл- . где К Ку «KX,- постоянные коэффи циенты элементов

Холла}: . постоянный ток, даваемый на вход элементов Холла. Откуда магнитные индукции Вд и в, Вд f (Хд,+ Х)К В„ (X;,,- Х)К, и X - соответственно макси где X

м мальное и текущее зна чения координат подвижного постоянного магни- -- ,: . - та К - коэффициент пропорщ1ональности определяемый пapaмeтpa a постоянного магнита, магнитного материала и геомет . рическилм размерами маг

нитной система устрой . ства/ - , : Из этих уравнений значение реэуль тирунадей ЭДС Eg,,

(

4К К«1«кд- X.

вЫХ

Таким образом, значение выходноЯ результирующей .ЭДСЕ.в,пропорЦионально координатё X подвижного постоянного магнита. .

При перемещении постоянного магнита 2 вправо от оси 00 результирующая ЭДС Eet-v меняет- полярность.

Устройство обладает универсальностью, так как на его выходе можно получить переменную ЭДС Е . Для этого достаточно подавать на вход элементов Холла переменный: ток IXOA

Величина коэффициента К зависит : от величины сечения нижней части трапецеидальных магнитопроводов 4

SM, куда ставятся элемен5 нл

нп ты Холла. С уменьшением величины этих поперечных сечений я | значение коэффициента К увелвчивабтся, что приводит к увеличению чувгcтвиteльнocти устройства. HOBTONV. Sj качестве боковых граней использована . два т1 апецеилги1ьнцх участка магии- топровода с уменьшенныкда пбпереч- ными сечениями в нижней части, иуда ставятся элементы Холла.

Таким образом, устройство имеет простоту и технологичность ковструк- ции, линейную статическую хё1рактеристику, высокую чувствит,ельйость в ди-|апазоне малых токов и напряжений и

0 возможность получения постоянной и переменной регулируемой ЭДС.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ, срдержащеб элементы Холла с входными и выходными отводами, отличаю ще,еся тем, что, с целью упрснцения конструкции и получения лийейной статической характеристики ЭДС, устройство снабзкёно магнитопроводом, постоянным магнитом и держателями из изолированного материала, причем магни топровод устройства выполнен в виде полого прямоугольного четырехгранник ка, две боковые противолежащие грани которого имеют форму трапеции и размещены в держателях, а смежные грани выполнены в виде четырехугольных перемычек и состоят из двух час-, тей, отделенных одна от другой немагнитными зазорами, выполненными по диагонали перемычек, причем в держателях, в месте размещения меньших оснований боковых граней трапецеидальной фсдрмы, выполнены сквоз ные отверстия, в которых размещены элементы Холла, одни кз входных отводов которых соединены последовательно, а из выходных - последовательно и. встречно, причем постоянный g магнит размещен между четырехуголь- , CQ ными перемычками, полюса которого обт ращены к последним, и выполнен с . С возможностью поодольного перемещения относительно перемычек.