Способ получения электрической нагрузки с первичной и вторичной обмоток трансформатора
Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам получения переменного тока высокого и низкого напряжений со вторичной обмотки трансформатора, и может быть использовано в области теле-, радио- и электротехники. Технический результат состоит в обеспечении снятия электрической нагрузки с первичной и вторичной обмоток, уменьшении габаритов источников электрического питания, снижении их мощности. Используют трансформатор с разомкнутым магнитопроводом, проводники первичной и вторичной обмоток которого навиты друг на друга. Выводы первичной обмотки трансформатора подключены к электронному управляющему прибору (ЭУП) и к цепи источника электрического питания, а вывод вторичной обмотки - к цепи электрической нагрузки. Источник тока ЭУП включают и подают импульс постоянного тока на первичную обмотку до достижения максимума через ключи ЭУП по электрической цепи источника электрического питания, накапливая магнитную энергию в индуктивности с регулированием времени. Индуцируют импульс тока противоположного направления во вторичной обмотке, прерывают импульс постоянного тока в первичной обмотке и расходуют запасенную магнитную энергию индуктивности, изменяя направление тока во вторичной обмотке, на электрическую нагрузку которой идет переменный ток. Концы каждого из двух выводов первичной обмотки разделяют на две части и, подключая каждую часть разделенных проводников к ключам ЭУП, получают дополнительную электрическую цепь электрической нагрузки первичной обмотки, включаемую в момент отключения электрической цепи источника питания, расходуя запасенную магнитную энергию в паузе между импульсами тока. 1 ил.
Предлагаемое изобретение относится к электротехнике, а именно к способам получения переменного тока высокого и низкого напряжений со вторичной обмотки трансформатора, и может быть использовано в области теле-, радио- и электротехники.
Широко известен способ получения переменного тока высокого напряжения с помощью индукционной катушки Румкорфа, включающей трансформатор с разомкнутым магнитопроводом, содержащий первичную и вторичную обмотки, проводники которых навиты друг на друга, коммутатор и источник питания. В известном способе выводы первичной обмотки трансформатора подключают к коммутатору и к цепи источника питания, а выводы вторичной обмотки - к цепи электрической нагрузки. После включения источника тока коммутатора подают импульс постоянного тока на первичную обмотку до достижения максимума через ключи коммутатора по электрической цепи источника питания и накапливают магнитную энергию в индуктивности с регулированием времени, затем индуцируют импульс тока противоположного направления во вторичной обмотке, прерывают импульс постоянного тока в первичной обмотке и расходуют запасенную магнитную энергию в индуктивности, изменяя направление тока во вторичной обмотке, на электрическую нагрузку которой идет переменный ток.
Основным недостатком известного способа является возможность снятия электрической нагрузки только со вторичной обмотки, не используя электрическую нагрузку первичной обмотки трансформатора в паузе между импульсами тока. Кроме того, реализация этого способа предполагает использование источника электрического питания значительных размеров и высокого уровня его мощности.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа получения электрической нагрузки с первичной и вторичной обмоток трансформатора, в котором получение дополнительной электрической цепи электрической нагрузки первичной обмотки, которая включается в момент отключения электрической цепи источника питания, расходуя запасенную магнитную энергию в паузе между импульсами тока, обеспечивает снятие электрической нагрузки с обеих обмоток трансформатора, не соединенных между собой, этим обеспечивается увеличение снятия электрической нагрузки на 1/3, что ведет к уменьшению габаритов источника электропитания и снижению его мощности.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения электрической нагрузки с первичной и вторичной обмоток трансформатора, с использованием трансформатора с разомкнутым магнитопроводом, имеющего первичную и вторичную обмотки, проводники которых навиты друг на друга, предусматривающий подключение выводов первичной обмотки трансформатора к электронному управляющему прибору (ЭУП) и к цепи источника электрического питания, а выводов вторичной обмотки - к цепи электрической нагрузки, а также включение источника тока ЭУП и подачи импульса постоянного тока на первичную обмотку до достижения максимума через ключи ЭУП по электрической цепи источника электрического питания, накапливания магнитной энергии в индуктивности с регулированием времени, последующее индуцирование импульса тока противоположного направления во вторичной обмотке, прерывание импульса постоянного тока в первичной обмотке и расходование запасенной магнитной энергии в индуктивности, изменяя направление тока во вторичной обмотке, согласно изобретению предусмотрены следующие отличия:
- концы проводника каждого из двух выводов первичной обмотки разделяют на две части и, соединив их ключами ЭУП, получают дополнительную электрическую цепь электрической нагрузки первичной обмотки;
- дополнительную электрическая цепь электрической нагрузки первичной обмотки включают в момент отключения электрической цепи источника питания;
- расходуют запасенную магнитную энергию в паузе между импульсами тока.
Способ выполняют при помощи устройства - электрического генератора, изображенного схематически на чертеже.
Это устройство для реализации заявляемого способа получения электрической нагрузки с первичной и вторичной обмоток трансформатора содержит трансформатор с разомкнутым магнитопроводом, в котором проводники первичной обмотки 1 и вторичной обмотки 2 навиты друг на друга, электронного управляющего устройства 3, выполненного в виде коммутатора с полупроводниковыми приборами и с источником постоянного тока (не показан), источника 4 электрического питания, выводов 5, 6 обмотки 1, подключенных к выводам ЭУП и к источнику питания 4, выводов 7, 8 обмотки 1. Согласно изобретению концы проводника каждого из выводов 7, 8 разделяют на две части, соединяют четырьмя ключами 9 и получают дополнительную электрическую цепь 10 электрической нагрузки обмотки 1, электрическая нагрузка 11 обмотки 1 и электрическая нагрузка 12 обмотки 2.
В соответствии с предлагаемым способом выводы 5, 6 первичной обмотки 1 трансформатора с разомкнутым магнитопроводом, в котором обмотки 1 и 2 навиты друг на друга, подключают к ЭУП 3 и к цепи источника питания 4, выводы обмотки 2 подключают к цепи электрической нагрузки 12. Концы проводника каждой из двух выводов обмотки 1 разделяют на две части и подключают их к четырем ключам 9 ЭУП 3, образуя дополнительную электрическую цепь 10 на электрическую нагрузку 11 обмотки 1, включают питание ЭУП 3 от источника постоянного тока и подают импульс постоянного тока на обмотку 1 по электрической цепи источника 4 питания и ЭУП, через выводы 5, 6 обмотки 1, накапливают магнитную энергию в индуктивности с регулированием времени. Индуцируют импульс тока противоположного направления в обмотке 2, прерывают с помощью ЭУП 3 импульс тока обмотки 1 на максимуме.
После чего электрическую цепь обмотки 1 от источника 4 питания отключают, включают цепь 10 электрической нагрузки 11 обмотки 1 и расходуют запасенную магнитную энергию в индуктивности трансформаторе, изменяя направление тока в обмотке 2. На электрическую нагрузку 12 обмотки 2 поступает переменный ток, причем расходуют запасенную магнитную энергию в индуктивности в паузе между импульсами, индуцируя в обмотке 1 импульс тока, протекающий по включенной цепи 10 электрической нагрузки 11. Затем отключают ключом ЭУП 3 по времени электрическую цепь 10 электрической нагрузки 11 обмотки 1 и включают также при помощи ЭУП 3 электрическую цепь с источником 4 питания, после чего подают импульс постоянного тока на обмотку 1 и цикл получения электрической нагрузки с первичной и вторичной обмоток трансформатора повторяется.
Пример.
В качестве трансформатора с разомкнутым магнитопроводом, содержащим первичную катушку 1 и вторичную катушку 2, может быть использована двухискровая катушка зажигания автомобиля ВА3-21083, которую своими выводами 5, 6 (см. фиг.1) подключают к ЭУП 3 (коммутатору с полупроводниковыми приборами) и к источнику 4 питания. Выводы обмотки 2 подключают к электрической нагрузке 12, каждый из выводов 7, 8 обмотки 1 подключают к двум ключам 9 ЭУП 3, при этом образуется дополнительная электрическая цепь 10 электрической нагрузки 11, включают источник постоянного тока ЭУП 3 и подается импульс постоянного тока на обмотку 1 по электрической цепи источника 4 питания и ЭУП 3, при этом накапливается магнитная энергия в индуктивности с регулированием времени, индуцирует импульс тока противоположного направления в обмотке 2, прерывается с помощью ЭУП 3 импульс тока обмотки 1 на максимуме и обмотка 1 отключается от источника 4 питания, включается цепь 10 электрической нагрузки 11 обмотки 1 и расходуется запасенная магнитная энергия в индуктивности (трансформаторе), изменяя направление тока в обмотке 2, причем на ее электрическую нагрузку поступает переменный ток, причем расходуется запасенная магнитная энергия в индуктивности в паузе между импульсами тока. Электрическая нагрузка с первичной обмотки 1 снимается за счет запасенной магнитной энергии в индуктивности и подается после регулятора напряжения на бортовую систему автомобиля.
В результате использования вырабатываемой электрической нагрузки обмотки 1 катушки зажигания автомобиля рассчитывается полученная дополнительная мощность.
При напряжении в 14 вольт и силе тока - 2,5 ампера, дополнительная мощность катушки зажигания автомобиля составит: М=14 ·2,5=35 Вт, где М - мощность.
Общая мощность катушки зажигания автомобиля ВА3-21083 - 120 Вт. Использование дополнительно накопленной мощности в 35 Вт, полученной за счет накопленной магнитной энергии первичной обмотки, позволит снизить габариты электрического генератора, уменьшить вибрацию магнитных полюсов в нем, снизить уровень шума.
Использование предлагаемого способа получения электрической нагрузки с первичной и вторичной обмоток трансформатора увеличивает снятие электрической нагрузки на 1/3, что позволяет уменьшить габариты источников электрического питания и их мощность.
Способ получения электрической нагрузки с первичной и вторичной обмоток трансформатора с использованием трансформатора с разомкнутым магнитопроводом, имеющего первичную и вторичную обмотки, проводники которых навиты друг на друга, предусматривающий подключение выводов первичной обмотки трансформатора к электронному управляющему прибору и к цепи источника электрического питания, а выводов вторичной обмотки - к цепи электрической нагрузки, а также включение источника тока электронного управляющего прибора и подачу импульса постоянного тока на первичную обмотку до достижения максимума через ключи электронного управляющего прибора по электрической цепи источника электрического питания, накапливания магнитной энергии в индуктивности с регулированием времени, последующее индуцирование импульса тока противоположного направления во вторичной обмотке, прерывание импульса постоянного тока в первичной обмотке и расходование запасенной магнитной энергии в индуктивности, изменяя направление тока во вторичной обмотке, на электрическую нагрузку которой идет переменный ток, отличающийся тем, что концы проводника каждого из двух выводов первичной обмотки разделяют на две части и, подключая каждую часть разделенных проводников к ключам электронного управляющего прибора, получают дополнительную электрическую цепь электрической нагрузки первичной обмотки, включаемую в момент отключения электрической цепи источника питания, расходуя запасенную магнитную энергию в паузе между импульсами тока.
