СИЛОВОЙ МАГНИТОУПРАВЛЯЕМЫЙ ЭЛЕМЕНТ Советский патент 1974 года по МПК H01L29/82 H01F3/14 

1

Изобретение относится к устройствам для преобразования электрического тока низкого напряжения.

Известны силовые магнитоуправляемые элементы, содержаидие два концентратора магнитного поля, разделенных воздушным зазором, и помещенный в этот зазор магниторезистор.

Для повышения к.п.д. преобразования электрического тока в предлагаемом мап-штоунравляемом элементе в части воздушного зазора, не занятой магниторезистором, расположен насыщаюш,ийся магнитный шунт, выполненный из магнитомягкого материала. Параметры шунта и зазора выбраны так, чтобы магнитное сопротивление зазора было больше магнитного сопротивления шунта в ненасыш.енном состоянии и меиьше магнитного сопротивлеиия шунта в насышениом состоянии.

Иа фиг. 1 избражен описываемый магнитоуправляемый элемент, разрез; на фиг. 2 - электрическая схема двухтактного инвертора, использующего магнитоуправляемые элементы с магнитными шунтами; на фиг. 3 - конструктивная схема иивертора.

Магнитоунравляемый элемент (см. фиг. 1) состоит из двух концентраторов 1и2 магнитного поля, изготовленных из пермендюра и имеющих форму усеченного конуса. Концентратор 1 в своей центральной части имеет круглый выступ 3, а концентратор 2 - соответствующее углублена. Выступ 3 выполняет функции магнитного шунта и одновременно является упором, фиксирующим величину воздушного зазора. К рабочей поверхности концентратора 2 через электроизолируюшую прокладку 4 приклеен магниторезистор 5, имеющий форму плоского кольца. Внутренняя окружность 6 магниторезистора припаяна к концентратору 2, а наружная окружность 7 - к эквипотенциальному кольцу 8, жестко закрепленному на боковой поверхности концентратора 2 через электроизолирующую прокладку 4. Магнитоуправляемый элемент включают в

силовую цепь через концентратор 2 и эквипотенциальное кольцо 8.

Двухтактный инвертор (см. фиг. 2) содержит магнитноунравляемые элементы 9 и 10, источник 11 постоянного тока, трансформатор

12 и нагрузку 13. Оптимальньш с точки зрения получения максимального к.п.д. является такой режим работы инвертора, когда сопротивления магнитоунравляемых элементов 9 и 10 изменяются но нрямоугольному закону и в

противофазе. При использовании магнитоуправляемых сопротивлений режим, близкий к

этому, может быть реализован в устройстве,

изображенном на фиг. 3.

Два П-образных ленточных сердечника 14

и 15 вместе с расположенными между ними

магнитоуправляемыми элементами 16 и 17 образуют цепь переменного магнитного потока, который создается переменным током, протекающим по четырем надетым на ленточные сердечники и последовательно-согласно включенным обмоткам 18-21 возбуждения. Цепь неременного магнитного потока через симметричные точки последовательно включена в цепь постолппого магнитного потока, состоящую из постоянного магнита 22 и двух магнитопроводов 23 и 24. Магнитиый ноток, создаваемый переменным током в обмотках возбул дения, замыкается но контуру: сердечник 15 - элемент 16 - сердечник 14 - элемент 17 и его направления в воздушных зазорах обоих магнитоуправляемых элементов противоположны друг другу. Нанравления магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом, в обоих зазорах совпадают. Если в одном зазоре магнитные нотоки складываются, то в другом зазоре вычитаются, т. е. магнитные потоки в зазорах, а следовательно, и сопротивления магниторезисторов изменяются Е противофазе. Без магнитных шунтов это изменение происходит по синусоидальному закоиу. Магнитные шунты приводят к тому, что если в воздушном зазоре одного из магнитоуправляемых элементов потоки вычитаются, что суммарный магиитный поток мал, шунт в течение части нолупериода ненасыщен и вследствие его низкого по сравнению с воздушным зазором магнитного сопротивления замыкает через себя весь магнитный поток. В течение этой части полупериода в воздушном зазоре нет магнитного поля, сопротивление магниторезистора минимально н через него протекает максимальный -ток. В то же время в зазоре другого магнитоуправляемого элемента магнитные потоки складываются, магнитный шунт насыщен и, так как в этом состоянии его магнитное сопротивление значительно больше сопротивления воздушного зазора, то суммарный магнитный ноток проходит через магниторезистор. Сопротивление магниторезистора достигает максимального, а ток - минимального значения. В следующий полунериод цикл повторяется, но воздушные зазоры меняются местами.

При включении магниторезисторов в схему в качестве управляемых элементов (см. фиг. 2) ток в нагрузке в любой момент времени является разностью токов, протекающих через оба магниторезистора, и характер его изменения определяется током через магниторезистор, находящийся в данный нолупериод в том зазоре, где магнитные потоки вычитаются. Поскольку этот ток вследствие шунтирования магнитного потока имеет максимальное значение в течение большей части нолунериода, то ток в нагрузке изменяется по закону, близкому к прямоугольному, что и обуславливает повышение к.п.д. преобразования электрического тока.

Предмет изобретения

Силовой магнитоуправляемый элемент, содержащий два концентратора магнитного поля, разделенных воздушным зазором, и помещенный в этот зазор магниторезистор, отличающийся тем, что, с целью повышения к.п.д. преобразования электрического тока, в части воздушного зазора, не занятой магниторезистором, расиолол ен насыщающийся магнитный шунт, вынолненный из магнитомягкого материала, причем параметры шунта и зазора выбраны так, чтобы магнитное сопротивлеиие зазора было больше магнитного сопротивления шунта в ненасыщенном состоянии н меньше магнитного сопротивления шунта в насыщенном состоянии.

т

18

15

2J