Параметрическая электрическая машина Советский патент 1990 года по МПК H02N1/08 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для преобразования механической энер гии в электрическую и может быть использовано в качестве источника электрической энергии.

Цель изобретения - повышение эффективности преобразования механической энергии в электрическую.

На фиг.1 показана схема параметрической машины, на фиг.2 - пример практического использования при применении высокотемпературных сверхпроводящих материалов.

Параметрическая машина содержит емкостный 1 и индуктивный 2 элементы, образующие резонансную электрическую цепь. Индуктивный элемент 2 состоит из катушки индуктивности из сверхпроводящего материала 3 и сверхпроводящих колец и 5, закрепленных на валу 6, который приводится в движение источником 7 механического вращения.

Емкостный элемент представляет собой конденсатор 8 постоянной емкости, в котором в качестве диэлектрика использован материал с нелинейной зависимостью поляризации от напряженсдое

а

4

СЈ

а

3153

ности электрического поля, например, сегнетоэлектрик, Индуктивный элемент вместе с системой охлаждения обозначен позицией 9. Он содержит корпус с двойными стенками 10 и 11, разделенными вакуумом 12, который является теплоизолятором.

К внутренней стенке 11 прикреплен сосуд 13 тороидальной формы, запол- ненный охлаждающей жидкостью 1Д, в которую погружена статорная обмотка 15 индуктивного элемента, изготовленная из сверхпроводящего материала (при применении высокотемпературного сверхпроводника охлаждающей жидкостью может быть жидкий азот) .

Ротор индуктивного элемента представляет собой вал 16, на котором закреплен диск 17, также изготовленный из сверхпроводника с двумя отверстиями 18 и 19, которые по своему действию эквивалентны сверхпроводящим кольцам k и 5 (фиг.1). Охлаждение диска 17 осуществляется жидким азотом 20 заполняющим сосуд 21, укрепленный в корпусе. Сосуд 21 имеет в своей нижней части выступ с отверстием 22, через которое жидкий азот попадает на .диск 17, охлаждает его до необходимой температуры, Для заливки жидкого азота используют горловины 23 и . Для выхода паров азота в корпусе имеется отверстие 25. Сверхпроводящая статорная обмотка 15 электрически соединена с конденсатором 8 соедини- тельными проводами 26 и 27. Вал ротора приводится в движение источником 28 механического вращения.

Параметрическая электрическая ма- шина работает следующим образом.

При вращении вала ротора источником 28 механического вращения происхо ходит периодическое изменение коэффициентов взаимоиндукции между статор- ной сверхпроводящей обмоткой 15 и сверхпроводящей пластиной 17 с отверстиями 18 и 19, которые по своему воздействию эквивалентны сверхпроводящим кольцам k и 5 (фиг.1). Если частота изменения этих коэффициентов взаимоиндукции окажется достаточно близкой к критической частоте, то состояние равновесия в резонансной электрической цепи, состоящей из кон-

n 5 5

0

0

5 0 5

денсатора 8 постоянной емкости и сверхпроводящей статорной обмотки 15, будет неустойчивым и любое случайное отклонение от этого состояния равновесия приводит к экспоненциальному нарастанию амплитуды электрических колебаний.

Для стабилизации электрических колебаний в резонансной электрической цепи, в конденсаторе 8 постоянной емкости в качестве диэлектрика используется сегнетоэлектрик или другой диэлектрик с нелинейной зависимостью поляризации от напряженности электрического поля.

Использование в данной машине возбуждения параметрического резонанса за счет периодического изменения коэффициента взаимоиндукции между ка- тушкой индуктивности резонансной цепи и сверхпроводящими кольцами, позволяет полностью избавиться от ферромагнитных материалов, а значит и от потерь энергии в них, что ведет к повышению эффективности преобразования механической энергии в электрическую.

Формула изобретения

Параметрическая электрическая машина, содержащая емкостный и индуктивный элементы, образующие резонансную электрическую цепь, емкостный элемент которой выполнен в виде конденсатора постоянной емкости, а индуктивный элемент выполнен в виде неподвижной статорной обмотки, электрически соединенной с конденсатором, и ротора, вал которого соединен с приводным двигателем, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности преобразования механической энергии в электрическую, статорная обмотка и ротор индуктивного элемента выполнены из сверхпроводящего материала, при этом ротор выполнен в виде диска с отверстиями, расположенными симметрично оси диска так, что ось каждого отверстия совпадает с осью обмотки статора при их противостоянии, а в конденсаторе между обкладками размещен диэлектрик с нелинейной зависимостью поляризации от напряженности электрического поля

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника электроэнергии. Целью изобретения является повышение эффективности преобразования механической энергии в электрическую. Машина содержит емкостный и индуктивный элементы, образующие резонансную цепь. Емкостный элемент представляет собой конденсатор постоянной емкости. Индуктивный элемент выполнен в виде неподвижной катушки индуктивности из сверхпроводящего материала и ротора в виде диска с отверстиями, оси которых совпадают с осью катушки индуктивности. Диск выполнен из сверхпроводящего материала. При вращении диска происходит периодическое изменение коэффициента взаимоиндукции между катушкой индуктивности и сверхпроводящими кольцами, роль которых выполняют отверстия в диске. При частотах вращения диска, близких к критической, в резонансной цепи, образованной конденсатором и катушкой индуктивности, возникают нарастающие по амплитуде электрические колебания. Для стабилизации колебаний в конденсатор введен диэлектрик с нелинейной зависимостью поляризации от электрического поля, например сегнетоэлектрик. Отказ от ферромагнитных сердечников в катушке индуктивности устраняет потери энергии в них, что ведет к повышению эффективности преобразования энергии. 2 ил.

27

26 8

pr г-1

.N