Автономный магнитогидродинамический генератор Советский патент 1991 года по МПК H02K44/08 

Изобретение ОТНОСИТСЯ к области прямого преобразования тепловой энергии в электрическую, а именно, к автономным магнитогидродинамическим (МГД) генераторам, и может быть использовано, напримёр, в установках для геофизических исследований при электроэондировании земной коры.

Известны МГД-генераторы переменного тока, содержащие канал, средства для подачи рабочего тела и электромагнит, который подключен к сети переменного тока. Недостатком данной схемы МГД-генератрра является невозможность работы ее в автономном режиме.

Наиболее близким техническим решением является автономный МГД-генератор, содержащий канал, электромагнит, источник энергии начального возбуждения и нагрузку. Недостатком такого автономного

%1 МГД-генератора является то, что для пол09учения на выходе переменного напряжения,

чэ необходимо между каналом и нагрузкой

о подключать автономный инвертор, а это усложняет и удорожает конструкцию МГД-ге0нератора.

со

Целью настоящего изобретения является упрощение генератора и получение на

его выходе переменного напряжения.

Поставленная цель достигается тем. что.

тгЛ в известном автономном магнитогидродинамическом генераторе, содержащем канал, электромагнит, источник энергии начального возбуждения и нагрузку, параллельно обмотке электромагнита и каналу МГД-генератора подключена дополнительная емкость параллельного колебательного контура, включающего обмотку электромагнита, a между обмоткой электромагнита и каналом введён частотный упра вляёмый ключ. Кроме того, источник энергии начального возбуждения содержит конденсаторную батарею, включенную в состав дополнительной емкости.

На чертеже изображена электрическая схема автономного МГД-генератора.

МГД-генератор имеет канал 1, частотный управляемый ключ 2, обмотку магнита 3, дополнительную емкость 4, исто:чник энергии начального возбуждения 5, ключ 6, коммутирующий источник энергии начального возбуждения и нагрузку.

Параллельно каналу 1 через последовательно включенный с каналом 1 частотный управляемый ключ 2 подключены обмотка электромагнита 3 и дополнительная емкость параллельного колебательного контура 4. Параллельно обмотке электромагнита 3 через последовательно выключенный ключ б подключён источник энергии начального .возбуждения 5. Нагрузка 7 подключена к клеммам канала 1.

В других вариантах схемь возможно подключение источника энергии начального возЬу й ёнйя и нагрузки 7 последовател ьно с обмоткой электромагнита.

Работает МГД-гёнёратбр, выполненной по .схеме, следующим образом. В начальньГй моментвремени источник энергий начального возбуждения В через замкнутый ключ 6 запитываетобмотку электроМ;агнита 3. В проводниках рбмртки 3 появляется ток, в канале 1 - индукция, а на клеммах канала 1 возникает напряжение. Когда напряжение на клемма.х канала 1 становится больше напряжения источника энергии начального возбуждения 5, ключ 6 размыкается.

Происходит процесс выхода генератора на режим самовозбуждения. В момент времени, определяемый требуемой частотой, с

.- ..-Г1 -ffJ -jriA-. йШоВДШчёстотнбгЬ управляём61хГключа 2

782693

отключают каНал 1 от цепи возбуждения. В результате колебательного обмена энергии между индуктивностью обмотки электромагнита 3 и дополнительной емкостью 4, дополнительная емкость 4 перезаряжается в обратной полярности. При этом в обмотке электромагнита 3, а следовательно, индукция в канале 1 и напр1яжеНие на выходе генератора становятся равными нулю. С помощью частотного управляемого ключа 2 канал подключают к цепи возбуждения, дополнительную емкость 4 разряжают на обмотку электромагнита 3 и создают в ней ток обратной полярности. В канале 1 возникает индукция обратной полярности и схема приходит в состояние, аналогичное предыдущему, при, котором вырабатывается напряжение другой полярности. Периодически включая и выключая частотный управляемый ключ 2, на выходе получают перем енное напряжение требуемой частоты. При этом величина дополнительной емкцсти 4 должна быть такой, чтобы она могла принять всю энергию, запасенную в обмотке электромагнита 3. , j

Данное устройство позволит вместо применения частотных управля емых ключей инвертора, на выходе МГД-генератора иметь один частотный управляемый ключ в цепи возбуждения, который при этом будет осуществлять коммутацию меньшей мощности. Это ведет к упрощению устройства и к повышению его надежности, а также к снижению весогабаритных характеристик МГД-генератора. Кроме того, по сравнению с известным автономным МГД-генератором, генерирующим на выходе постоянный ток, предложенное устройство обладает тем преимуществом, что в нем значительно упрощается преобразование выходного напряжения, поскольку преобразование переменного напряжения значительно проще, чем постоянного.

1. АВТОНОМНЫЙ МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий канал, электромагнит, источник энергии начального возбуждения и нагрузку, отличающийся тем, что. с целью упрощения генератора и получения на его выходе переменного напряжения Г1араллельно обмотке электромагнита и каналу магнитогидродинамического генератора подключена дополнительная емкость параллельного колебательного контура, включающего обмотку электромагнита, а между обмоткой электромагнита и каналом введен частотный управляемый ключ. 2. Автономный магнитогидродина{иический генератор по п. 1, 6 т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения, весогабаритных показателей, источник энергии начального возбуждения содержит конден . саторную батарею, включенную в состав дополнительной емкости.

WtuihSii eji У, . 1г; -1тХЧ .- -,

uiiitfej ii.-i.

782693