Саморегулирующийся шунт
О h И С А Н И Е 265295
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Соеетских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
За висимое от авт. свидетельства №
Заявлено 20Х111.1968 (№ 1263498/26-25) М Кл Н Olj 23 02 с;присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 28Х11.1972. Бюллетень № 23
Дата опубликования описания 24.1.1973
Каститет ло аелатс изобретений и открытий лри Сосете Министров
СССР
УДК 621.385.732.2 (088.8) Автор изобретения
Ю. А. Мельников
Заявитель
САМОРЕГУЛИРУЮЩИЙСЯ ШУНТ
Изобретение относится к магнитным системам электровакуумных приборов, Приборы, входящие в состав точной широкополосной аппаратуры (например, митроны), должны иметь постоянное рабочее магнитное поле во всем температурном интервале работы.
С целью компенсации температурных изменений поля в рабочих зазорах магнитов параллельно рабочему зазору включают шунт из термомагнитного материала. Однако применение термошунтов осложняется тем, что, во-первых, все термомагнитные сплавы имеют плохо воспроизводимую технологию изготовления; во-вторых, трудно получить термосплав, кривая температурной зависимости магнитной проницаемости которого хорошо повторяла бы кривую температурной зависимости магнитного поля в межполюсном пространстве сложной магнитной системы (магнитная проницаемость термосплава зависит от величины напряженности магнитного поля, в котором работает шунт и которая меняется с изменением температуры). Все это неизбежно приводит к эмпиризму при выборе геометрии термошунтов.
Предлагается вместо термошунтов для компенсации температурных изменений поля в магнитной системе пользоваться магнитным шунтом, у которого магнитное сопротивление меняется с температурой. Устанавливаемый у полюсов магнитов такой шунт состоит из двух магнитомягких колец, имеющих или выступы переменного сечения или перемещаемые и соприкасающиеся магнитомягкие части.
Предлагаемый шунт отличается от известных тем, что к дискам подключены -элементы из материала с высоким коэффициентом линейного расширения, автоматически смещаю10 щие их так, что при росте температуры магнитное сопротивление соприкасающихся частей выступов возрастает, а при уменьшении температуры падает.
Элементы из материалов с высоким коэф15 фициентом линейного расширения выполнены в виде стержней или колец.
На фиг. 1 — 6 показаны варианты конструкции саморегулирующегося шунта.
Экранированная магнитная система (фиг. 1)
20 содержит магнитомягкие кольца 1, которые окружают магниты 2 и шунтируют часть потока через соприкасающиеся выступы 8. Между кольцами 1 установлены элементы 4 (стержни или полукольца) из материала с
25 высоким коэффициентом линейного расширения, которые закреплены средней частью в теле экрана 5. При увеличении температуры увеличивается длина элементов 4 (стрелками показано направление расширения и прило30 жения усилий элементов). Скользя один по другому, выступы 8 примут положение, при котором в средней части резко уменьшается сечение образованной ими перемычки, 11ри понижении температуры элементы 4 сокращаются, увлекая за собой кольца 1, и увеличивают сечение в средней части перемычки, магнитное сопротивление которой будет уменьшаться. По шунту, образованному кольцами 1,и выступами 8, при этом будет проходить все больший магнитный поток, который скомпенсирует рост индукции в магните при понижении температуры, так что индукция в рабочем зазоре системы останется постоянной.
Если система хорошо замкнута (мал размагничивающий фактор) и изготовлена из высококачественного литого материала, имеющего малый коэффициент обратимых температурных изменений индукции, то диски могут быть замкнуты только на магнитопроцод (см. фиг. 2) . При повышении температуры кольца 1 попадают в области меньшего магнитного потенциала, меняющегося вдоль магнита 2, и меньшего потока рассеяния. Действие шунта, образованного кольцами и находящейся между ними трубчатой частью магнитоненасыщенного,экрана — магнитопроводом 6, уменьшается. Это скомпенсирует уменьшение индукции в магнитах при росте температуры так, что поле в рабочем зазоре системы останется неизменным.
Если в системе применен материал с большим коэффициентом обратимых температурных изменений индукции (например, феррит бария или стронция), то длина элемента 4, смещающего части шунта, должна быть значительной для большого диапазона смещения и, следовательно, обеспечения большого интервала изменений сопротивления шунта.
Чтобы резко не возрастал при этом объем и вес системы, элемент 4 целесообразнее располагать горизонтально. Для удобства помещения и крепления генератора прибора элемент 4 может иметь окно. Детали 7 могут быть или выступами сплошных колец 1 или смещаемыми по пазам магнитомягкими пластинками, скрепленными с деталью, имеющей высокий коэффициент линейного расширения.
Чтобы скомпенсировать возможную нелинейность зависимости коэффициента линейного расширения пластмассы от температуры, детали 7 выполняют с переменным профилем и переменной кривой соприкосновения.
Шунты такого же типа применяются и с магнитными линзами на кольцах из феррита бария (см. фиг. 4). Если кольцо имеет достаточно большой диаметр, то кольцевой элемент с высоким коэффициентом линейного расширения располагают внутри диска, чтобы не снижать эффективность дисковых полюсных наконечников из магнитомягкой стали (см. фиг. 5). Такие саморегулирующиеся магнитные шунты монтируют не только на одиночной магнитной линзе, но и в серии подобных линз объединенных в магнитную периодиче) 265295
4 скую фокусирующую систему (МПФС). В таком случае кольцевые магниты не юстируются, они жестко закрепляются в структуре, являющейся одновременно баллоном лампы.
Полюсные наконечники могут быть продлены так, что выступы будут походить на гребенку (фиг. 6) над системой. Шунт состоит из полюсных наконечников 8, их выступов 8 и приближающейся к ним с падением температуры магнитомягкой гребенки 9, которая увеличивает магнитную проводимость между выступами разноименных по намагниченности магнитомягких дисков и компенсирует тем самым рост поля на оси за счет роста намагд5 ниченности колец, так что поле на оси МПФС остается постоянным. Перемещение магнитомягкой гребенки 9, замыкающей наконечники при понижении температуры и размыкающей их при повышении температуры, осуществляется трубой 10 из алюминия или пластмассы, закрепленной в системе с помощью неферромагнитной детали 11. Труба 10 имеет пазы, в которые выведены выступы полюсных наконечников, и разрез, у которого установлена перемещаемая часть шунта. Сверху система может быть закрыта магнитомягким экраном 12.
Компенсация обратимых изменений индукции в постоянных магнитах при изменении
5О температуры — не единственная область применения предлагаемых саморегулирующихся шунтов. Изменяя форму и закон изменения сечения соприкасающихся частей шунтов, их можно настроить так, что поле в рабочем зазоре или рабочем канале системы будет меняться почти по любому заданному закону.
Поэтому шунты могут быть использованы в магнетронах, у которых с ростом температуры существенно меняются линейные размеры де40 талей электрических цепей, определяющих длину генерируемых колебаний. Изменяя величину магнитного поля, приложенного к прибору, можно компенсировать изменения частоты, генерируемой лампой.
45 Шунты могут найти применение в мощных устройствах с постоянными магнитами, содержащих ферритовые магнитомягкие пластины, магнитные свойства которых меняются с изменением температуры. Меняя величинулюЮ ля и соответственно уровень намагничивания пластины, можно обеспечить постоянство выходных параметров устройств.
Предмет изобретения
1. Саморегулирующийся шунт для магнитных систем, содержащих магниты, окружаю60 щие их диски из магнитомягкого материала с выступами, расположенными друг против друга, и компенсирующие элементы из материала с высоким коэффициентом линейного расширения, отличающийся тем, что, с целью
65 компенсации обратимых температурных из265295 менений постоянных магнитов системы, элементы из материала с высоким коэффициентом линейного расширения помещены между дисками.
2. Шунт по п. 1, отличающийся тем, что элементы из материала с высоким коэффициснтом линейного расширения выполнены в виде стержней.
3. Шунт по п. 1, отличающийся тем, что элементы из материала с высоким коэффициен5 том линейного расширения выполнены в виде колец.
265295
Составитель Е. Балабан
Корректор Е. Талалаева
Техред Е. Борисова
Редактор Т, Орловская
Типография, п р. Са п унова, 2
Заказ 4347/2 Изд. № 1830 Тираж 406 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4i5
