Силовой магнитоуправляемый элемент

 

Оп ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (щ 4I9988

Союз Советскик

Социалистичесиа

Республик (61) Зависимое ог аьт. свидетельс;ва (22) Заявлено 10.02.71 (21) 1626310,24-7 (51) М. Кл. Н ц l с 7 6

Н 0!13, 14 с присоединением заявки (32) Приоритет

Опубликовано 15.03.74. Бюллетень М 10

Дата опубликования описания 20.08.74

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР аа делам изааретекка а открытий (53) У К и21.31. .. 0 (0 88) (72) Авторы изобретения

В. H. Богомолов и С. Г. Шульман

Институт полупроводников АН СССР (71) Заявитель (54) СИЛОВОЙ МАГНИТОЛ1РАВЛЯЕМЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относится к устройствам для преобразования электрического тока низкого напряжения.

Известны силовые магпитоуправляемые элементы, содержащие два концентратора магнитного поля, разделенных воздушным зазором, и помещенный в этот зазор магниторезистор.Для повышения к.п.д. преобразования электрического тока в предлагаемом магнитоуправляемом элементе в части воздушного зазора, не занятой магниторезистором, расположен насыщающийся магнитный шунт, выполненный из магнитомягкого материала. Параме,— ры шунта и зазора выбраны так, чтобы магнитное сопротивление зазора было больше магнитного сопротивления шунта в ненасыщенном состоянии и меньше магнитного сопротивления шупта в насыщенном состоянии.

На 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 инвертора.

Магнитоуправляемый элемент (см. фиг. 1) состоит из двух концентраторов l и2 магнитного поля, изготовленных из пермендюра и имеющих форму усеченного конуса. Концентратор 1 в своей центральной части имеет круглый выступ 3, а копцецтр; тор 2 — соответствующее углубление. Выступ 3 выполняет функции магнитного шуцта и одновременно является упором, фиксирующим величину воз5 душного зазора. К рабочей поверхности концентратора 2 через электроизолирующую прокладку 4 приклеен магниторезистор 5, имеющий форму плоского кольца. Внутренняя окружность 6 магнпторезистора припаяна к кон10 центратору 2, а наружная окружность 7 — к эквипотенциальному кольцу 8, жестко закрепленному на боковой поверхности концентратора 2 через электроизолирующую прокладку 4.

Магнитоуправляемьш элемент включают в

15 силовую цепь через концентратор 2 и эквипотенциальпое кольцо 8.

Двухтактный ннвертор (cM. фиг. 2) содержит магпитцоуправляемые элементы 9 и 10, источник ll постоянного тока, трансформатор

20 12 и нагрузку 13. Оптимальным с точки зрения получения максимального к.п.д. является такой режим работы инвертора, когда сопротивления магнитоуправляемых элементов 9 и

l0 изменяются по пря»oyroльному закону и в

25 противофазе. При использовании магнитоуправляемых сопротивлений режим, близкий к этому, может быть реализован в устройстве, изображенном па фиг. 3.

Два П-образных ленточных сердечника 14

30 и 15 вместе с расположенными между ними

419988 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 возоуждения. Цепь переменного магнитного потока через симметричные точки последовательно включена в цепь постоянного магнитного потока, состоящую из постоянного магнита 22 и двух магнитопроводов 23 и 24. Магнитный поток, создаваемый переменным током в обмотках возбуждения, замыкается по контуру: сердечник

15 — элемент 16 — сердечник 14 — элемент

17 и его направления в воздушных зазорах обоих магнитоуправляемых элементов противоположны друг другу. Направления магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом, в обоих зазорах совпадают. Если в одном зазоре магнитные потоки складываются, то в другом зазоре вычитаются, т. е. магнитные потоки в зазорах, а следовательно, и сопротивления магниторезисторов изменяются в противофазе. Без магнитных шунтов это изменение происходит по синусоидальпому закону. Магнитные шунты приводят к тому, что если в воздушном зазоре одного из магнитоуправляемых элементов потоки вычитаются, что суммарный магнитный поток мал, шунт в течение части полупериода 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 и 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 c0IlpoTHBëe11èÎ значительно больше сопротивления воздушного зазора, то суммарный магнитный ноток проходит через магниторезистор. Сопротивление магниторезистора достигает максимального, а ток — минимального значения. В следующий полупериод цикл повторяется, но воздушные зазоры меняются местами.

При включении магниторезисторов в схему

l0 в качестве управляемых элементов (см. фиг. 2) ток в нагрузке в любой момент времени является разностью токов, протекающих через оба магпиторезистора, и характер его изменения определяется током через магниторези15 стор, находящийся в данный полу период в том зазоре, где магнитные потоки вычитаются. Поскольку этот ток вследствие шунтирования магнитного потока имеет максимальное значение в течение большей части полуцерио2О да, то ток в нагрузке измепяется 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, о т30 лича lo ш,и йся тем, что, с целью повышения к.п.д. преобразования электрического тока, в части воздушного зазора, не занятой магниторезистором, расположен насыщающийся магнитный шунт, выполненный из магнитомягко35 го материала, причем параметры шунта и за-,ора выбраны так, чтобы магнитное сопротивление зазора было больше магнитного сопротивления шупта в ненасыщенном состоянии и меньше магнитного сопротивления шунта в

4Q насыщенном состоянии.

419Э88

Составитель В. Шибанов

Техред Л. Богданова

Редактор А. Пейсоченко

Корректор Н. Стельмах

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1862/3 Изд. М 1381 Тираж 760 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5