Емкостный генератор Советский патент 1992 года по МПК H02N1/08 

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к емкостным генераторам с сегнетоэлектрическим активным материалом, работающим на электрическом поле. ,., - . ; . V --:V.

Известны емкостные генераторы вращательного или возвратно-поступательного типа, в которых два электрода разделены активным сегнетоэлектрическим материалом. В таком генераторе электроды заряжаются: напряжением возбуждения, когда они максимально сближены, а затем разряжаются при максимально удаленных электродах. . ..- -, . . . v. ..

Известный емкостный генератор возвратно-поступательного типа имеет Henofr вижные электроды и подвижный якорь, выполненный из сёгнетрэлектрической керамики. При работе генератора якорь периодически вдвигается и выдвигается в пространство между электродами. Так как электроды генератора неподвижные, а якорь подвижный, то между якорем и электродами есть воздушный зазор. Наличие этого зазо- ра при зарядке значительно снижает зарядную емкость генератора, что объясняется следующим. При наличии воздушного зазора зарядная емкость генератора представляет собой сложный конденсатор с двумя воздушными зазорами по краям и диэлектриком в середине. Такой слоистый конденсатор можно представить как состоящим из трех последовательносоединенных конденсаторов: двух - с .воздушным зазором ( ё ЕО ), м одного с диэлектриком из тита- ната бария { е ЕО ), но при таком соединении суммарная емкость будет незначительной и примерно равна емкости

С 1Ч

воздушного зазора, несмотря на большую относительную диэлектрическую проницаемость материала сердечника, что снижает удельную мощность генератора и является недостатком.

Цель изобретения - повышение удельной мощности емкостных генераторов.

Указанная цель достигается тем, что в известном генераторе в качестве активного сегнетоэлектрического материала использовано составное эластичное кольцо, на внешней поверхности которого закреплены металлические электроды. Две части эластичного кольца, на которых закреплены электроды, выполнены из сегнетонаполнен- ной резины с большой относительной диэлектрической проницаемостью (ОДП), а другие две части, разделяющие их, выпол- .нены из эластика с большой электрической прочностью и малой ОДП, а для сжатия кольца установлен на изолирующей подставке толкатель с контактным устройством.

При зарядке такого генератора кольцо плотно сжимается так, что воздушный зазор между сегнетонаполненными частями полностью исключается, и зарядная ёмкость генератора будет определяется только значением ОДП и электрической прочностью активного материала, что при Ј... Јо значительно повышает его заряд- ,ную емкость.

На чертеже показана схема генератора.

Генератор имеет диэлектрическое основание 1, на котором закреплены изолирующие стойки 2 и 3. Между этими стойками помещено составное эластичное кольцо, на одной стороне которого закреплен металлический электрод 4 (который может быть нанесен напылением). Этот электрод имеет вывод, который заземляется или подсоединяется к отрицательному полюсу источника возбуждения. Часть эластичного кольца 5, на которой закреплен электрод, выполнена из сегнетонаполненной резины (сегнето- эластика) с высоким значением ОДП и отделена от другой такой же части кольца с помощью двух других частей 6 и 7. имеющих низкое значение ОДП. Оставшаяся часть кольца 8 выполнена из того же материала, что и часть 5, и так же имеет электрод 9, который прижимается упругой силой эластичного кольца к плоскости проводящего толкателя 10. Последний 10 имеет электрический контакт 1.1, который при сжатии

внешней силой кольца соединяется с контактом 12 положительного полюса системы возбуждения, а при обратном ходе контакту 13 высоковольтного электрода выходного напряжения.

Генератор работает следующим образом.

Механический приводной двигатель нажимает на толкатель и сжимает кольцо до

полного исчезновения воздушного зазора. При этом контакт толкателя соединяется с системой возбуждения через контакт 12 и генератор заряжается до напряжения возбуждения Увозб при максимально сближенных электродах. Затем толкатель возвращается в исходное положение либо внешним двигателем, либо под действием упругой силы кольца. При этом электроды удаляются один от другого и за счет этого и

появления воздушного зазора емкость системы сильно снижается, а напряжение пропорционально возрастает. При касании контактом толкателя 11 контакта высоковольтного электрода 13 генератор разряжается на нагрузку. Затем цикл повторяется.

Генератор подобного типа может быть

выполнен с вращательным приводом, для

чего внутрь кольца может быть помещена

вращающаяся вилка, которая изменяет форму кольца, пещодач,еЈки растяшвця его то в вертикальном направлении, то в .горизонтальном. Исключение воздушного зазора при зарядке значительно увеличивает зарядную ёмкость генератора и тем самым

повышает его удельную мощность. Ф о р м у л а и з о б р е-т е н и я Емкостный генератор содержащий плоские электроды, подвижный диэлектрик, размещенный между ними, и контактную

систему, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения удельной мощности генератора за счет исключения воздушного зазора между электродами при зарядке, подвижный диэлектрик выполнен в виде

эластичного составного кольца, две части которого выполнены из сегнетонаполненной резины и на их внешней поверхности закреплены электроды, а разделяющие их две другие части кольца выполнены из эластичного материала, относительная диэлектрическая проницаемость которого меньше, чем у материала первых двух частей кольца, при этом контактная система размещена на дополнительно введенном в устройство металлическом толкателе, установленном на изолирующей подставке.

Изобретение относится к электротехнике, более конкретно к емкостным генераторам с сегнетоэлектрическим активным материалом. Целью изобретения является повышение удельной мощности генератора. Генератор состоит из электродов и подвижного диэлектрика между ними. Последний выполнен в виде составного эластичного кольца, две части которого, снабженные электродами, выполнены из сегнетонапол- ненной резины. При сдавливании кольца толкателем две части кольца смыкаются, исключен воздушный зазор в рабочей емкости. В этот момент производится зарядка рабочей емкости. При отходе толкателя возникает воздушный зазор. При этом емкость уменьшается, а напряжение растет и снимается на нагрузку. Исключение воздушного, зазора при зарядке позволяет вложить в генератор большую энергию возбуждения, т.е. поднять удельную мощность. 1 ил.