Силовой магнитоуправляемый элемент

378992 ОП И САНИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскиа Социалистическил РеспубликЗависимое от авт, свидетельства М М, Кл. Н 011 т 53/О Заявлено 08.1.1971 ( 1620574(24-7)с присоединением заявки МПриоритетОпубликовано 18.1 Ч.1973. Бюллетень М 19Дата опубликования описания 15.Ч 111.1973 Комитет по делам зобретений и открыти при Совете Министров СССР. Н. Богомолов и АН СССР," Институт по аявитель н ВЛЯЕМЫЙ ЭЛЕМЕНТ СИЛОВОЙ МАГНИТО Изобретение относится к низковольтному преобразованию и регулированию электрического тока. Оно может быть использовано для инвертирования постоянного тока от источников с напряжением меньше 1 в, например при использовании энергии термоэлектрогенераторов, солнечных батарей, топливных элементов, для выпрямления переменного тока в постоянный ток напряжением меньше 1 в, например для питания термоохлаждающих устройств, сверхпроводящих соленоидов, гальванических ванн, для плавного регулирования больших токов в низкоомных цепях, например при регулировании температуры в термоохлаждающих устройствах.Для преооразования электрического тока в силовых цепях с напряжением меньше 1 о нужны статические управляемые элементы, способные работать при напряжениях, не превышающих десятых долей вольта,Известно, что на основе эффекта магнитосопротивления в веществах с большой подвижностью электронов можно создать управляемый элемент, работоспособность которого не ограничена минимальным значением приложенного к нему напряжения. К,п.д. преобразования при этом достигает максимального значения, если модулируемое сопротивление или магниторезистор имеет форму плоского кольца, по которому ток протекает равномерно в радиальных направлениях, а управляющее магнитное поле направлено перпендикулярно к плоскости кольца и изменяется с максимальной амплитудой.5 Известные преобразовательные устройства,использующие эффект магнитосопротивления,предназначены для работы в маломощных управляющих цепях, поэтому конструкция управляемого элемента в этих устройствах неО предусматривает возможность пропусканиябольших токов через магниторезистор, помещенный в сильное магнитное поле, а такжене приспособлена для получения предельныхк, п. д. преобразования.5 Целью изобретения является созданиегальваномагнитного управляемого элемента,предназначенного для преобразования и регулирования электрического тока в силовых цепях низкого напряжения с большим к. п.д. и0 с наибольшей полезной мощностью,Г 1 ри этом конструкция управляемого элемента обеспечивает создание максимальныхмагнитных полей в зазоре маги итопроводапри минимальной затраченной мощности, рав 25 номерное распределение рабочего тока в магниторезисторе и оптимальные условия теплосъема с него, а также исключает повреждениемагниторезистора вследствие возникновени язначительных пондермоторных сил и стягива 30 пия магнптопровода при появлении магнит 3789925 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ного поля в зазоре. Кроме того, конструкцияуправляемого элемента облегчает шлифовкумагниторезистора при доведении его начального сопротивления до нужного значения,Это достигается тем, что магниторезисторжестко закреплен на рабочей поверхности одного из концентраторов через электроизолирующую прокладку. Причем внутренняя боковаяповерхность магниторезистора прикреплена к концентратору, посредством которогоона соединена с электрической цепью. Наружная боковая поверхность магниторезисторасоединена с электрической цепью через прикрепленное к ней по периметру эквипотенциальное разрезное кольцо. Последнее жесткозакреплено на наружной боковой поверхностиконцентратора через электроизолирующуюпрокладку.Для предотвращения повреждений магниторезистора при включении магнитного поляв углублениях концентраторов расположенажесткая ограничивающая вставка.На чертеже изображен предлагаемый элемент.Для того, чтобы получить в зазоре магнитопровода максимальное магнитное поле,концентраторы 1 и 2 изготовлены из магнитомягкого материала, обладающего наибольшейиндукцией насыщения, - пермендюра. Ониимеют форму усеченного конуса с углублением в центральной части.На торцовой поверхности концентратора 1через изолирующую прокладку 3 приклеенмагниторезистор, имеющий форму плоскогокольца 4, изготовленный из антпмонида индия - вещества с максимальной подвижностью электронов при комнатной температуре. На боковую поверхность концентратора 1через изолирующую прокладку. 3 приклееномедное кольцо б, разрезанное в одном местедля предотвращения возникновения в нем индукционных токов при изменении магннтногопотока в зазоре,Внутренняя окружность магниторезисторного плоского кольца 4 во всех точках припаяна припоем б непосредственно к концентратору, а наружная - к медному разрезномукольцу Б,Такое расположение магниторезистора придает ему достаточную механическую прочность, необходимую при возникновении пондермоторных сил, и обеспечивает оптимальный теплоотвод с него. Кроме того, смонтированный и припаянный магниторезисторможно шлифовать до получения требуемогосопротивления.В углубление концентратора 2 впаяна круглая металлическая вставка 7, которая присборке управляемого элемента входит в углубление нижнего концентратора и фиксируетширину воздушного зазора между торцовыми повеохностями концентраторов.В собранном виде управляемый элемент зажимается между двумя магнитопроводами Ьи 9, магнитный поток в которых создается либо постоянными магнитами, либо соответствующими обмотками. Включение управляемого элемента в электрическую цепь осуществляется через концентратор 1 и медное кольцо б.Использование концентратора 1 для токо. подвода к внутренней окружности магниторезистора позволяет освободить воздушный зазор от соответствующего электрода, что уменьшает ширину зазора, т, е. мощность, необходимую для создания переменного магнитного поля, и повышает прочность конструкции.Кроме того, вследствие эквипотенциальности концентратора 1 и медного кольца 5 этим достигается равномерное распределение тока по площади магниторезистора, что способствует получению наибольшей кратности изменения сопротивления магниторезистора, т. е. получению максимального к.п.д. преобразования.При пропускании по управляющей обмотке 9 переменного тока в воздушном зазоре возникает переменное магнитное поле, модулирующее сопротивление магниторезистора, Поскольку величина сопротивления магниторезистора определяется магнитным полем и не зависит от величины приложенного к нему напряжения, то в результате становятся воз можными различные преобразования электрического тока при неограниченно низких напряжениях. Предмет изобретения 1, Силовой магнитоуправляемый элемент, содержащий два концентратора магнитного поля, имеющих форму усеченного конуса с углублением в центральной части рабочей поверхности, и магниторезистор, имеющий форму плоского кольца, отличающийся тем, что, с целью уменьшения электрической мощности, необходимой для создания магнитного поля, повышения к,п.д. преобразования, повышения механической прочности магниторезистора и улучшения теплоотвода от него, магниторезистор жестко закреплен на рабочей поверхности одного из концентраторов через электроизолирующую прокладку, причем внутренняя боковая поверхность магниторезистора прикреплена к концентратору, посредством которого она соединена с электрической цепью, а наружная боковая поверхность магниторезистора соединена с электрической цепью через прикрепленное к ней по периметру эквипотенциальное разрезное кольцо, которое жестко закреплено на наружной боковой поверхности концентратора через электроизолирующую прокладку.2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что, с целью предотвращения повреждений магниторезистора при включении магнитного поля, в углублениях концентраторов расположена жесткая ограничивающая вставка.Типография, пр, Сапунова, 2 Заказ 2095/10 Изд.610 ЦНИИПИ Комитета по делам изобретени Москва, Ж, Ра