Параметрический трансформатор

(51)5 Н ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМ ВИДЕТЕЛЬСТВ.М 26олитехниилии Г,Л088.8)М 368656 ескии инстиЧиковани идетельство СССР1 Г 29/00, 1979,ЧЕСК РАНСФОРМАтносит исполь к электротехнивано в силовых(21) 4667448/07 (22) 28.03,89 (46) 15,07.91. Бюл (71) Грузинский и (72) Г. Г,Петриашв (53) 621,314.228 ( (56) Патент США кл, 323-6, 1972.Авторское св М 877634, кл, Н 0 (54) ПАРАМ ЕТРИ ТОР(57) Изобретение ке и может быть цепях питания различных приемников, а также радиоаппаратуры. Устройство позволяет расширить диапазон стабилизации выходного напряжения, обеспечивает повышение КПД и коэффициента использования магнитного материала, Магнитопровод трансформатора выполнен в форме тороида, набранного из двухстержневых 1 и трехстержневых 5 сердечников. На каждом сердечнике 1 расположены секции первичной обмотки 3 и обмотки управления 4, Сердечники 5 несут на внешних стержнях секции обмотки б возбуждения, зашунтированные конденсаторами 7 и секции вторичной обмотки 8. 5 ил,Изобретение относится к электротехнике, в частности к управляемым электромагнитным устройствам, выполняющимфункции трансформации и стабилизациивыходного напряжения, которые могут бытьиспользованы в силовых цепях питания различных приемников, а также радиоаппаратуры.Цель изобретения - расширение диапазона стабилизации выходного напряженияи повышение КПД,На фиг.1 показан параметрическийтрансформатор, общий вид; на фиг,2 - электромагнитная схема параметрическоготрансформатора с тороидальной магнитнойсистемой и приближенная картина распределения магнитного потока в ней; на фиг,З -семейство вольтамперных характеристикО, 1 приемника при различных значенияхтока управления у, на фиг,4 - семействозависимостей вторичного напряжения О отнестабильного первичного напряжения О.при различных значениях тока управления1 у; на фиг.5 - схема соединения секций первичной и вторичкой обмоток переменноготока, обмотки возбуждения и управления сприблизительной картиной распределениямагнитных полей.Параметрический трансформатор собран на магнитопроводе, выполнекном вформе тороида и содержащем двухстержневые сердечники 1, состыкованные на торцах2 ортогонально с другими элементамимагнитной цепи. На каждом сердечникерасположены секции первичной обмотки3 (с числом витков йр) и секции обмотки 4управления (йу). Трехстержневые сердечники 5 несут на внешних стержнях секцииобмотки 6 возбуждения (К), зашунтированные конденсаторами 7 и секции вторичнойобмотки 8 (й).Параметрический трансформатор работает следующим образом.При подключении первичной обмотки 3к источнику энергии в магнитной цепи появляется магнитное поле, которое, воздействуя на удельное магнитное сопротивлениенелинейной магнитной цепи, вызывает егомодуляцию, Так как первичная и вторичнаямагнитные цепи связаны между собой двойным параметрическим звеном, то при изменении первичного магнитного поля счастотой 1 р, удельное сопротивление вторичной магнитной цепи изменяется с частотой 2 Р, Под влиянием изменяющегося вовремени магнитного сопротивления в обмотке 6, закороченном конденсатором 7,возбуждается колебательный процесс, частота собственных колебаний которого с помощью соответствующего подборапараметров должна быть приравнена к частоте источника энергии. Передача энергии от первичной обмотки 3 в обмотку 6 возбуждения через двойное параметрическое звено осуществляется с помощью магнитного поля. Благодаря изменению магнитного сопротивления с двойной частотой за один цикл колебаний энергия передается дважды, Из обмотки возбуждения 6 передача энергии во вторичную обмотку 8 осуществляется трансформаторным путем, Амплитудное значение напряжения, возникшего вколебательном контуре 6,.7 благодаря параметрическому резонансу, зависит от величины магнитного сопротивления двойногопараметрического звена. Величина магнитного сопротивления двойного параметрического звена нелинейно зависит отинтенсивности магнитных полей первичной, вторичной обмоток и обмотки управления,Такое конструктивное решение магнитной системы предлагаемого устройства позволяет в несколько раз увеличить длинупараметрического звена и усилить параметрическую связь между источником энергии и колебательным контуром, что обеспечивает расширение области стабилизации на 30 35 40 45 50 55 5 10152025 пряжения на выходе, увечичение мощности передаваемой приемнику и коэффициента использования активного материала. Кроме указанного, обмотка управления позволяет расширить функциональные возможности установки путем регулирования возбуждения колебательных процессов и, следовательно, дополнительно увеличить диапазоны стабилизации напряжения на выходе.Размещение обмоток переменного и постоянного тока на тороидальной магнитной системе предлагаемым образом обеспечивает ее подмагничивание вэаимоортогональными магнитными полями, вследствие чего значительно уменьшаются потери в стали нагистереэис и высшие гармонии,Предлагаемое решение позволяет расширить диапазон стабилизации выходного напряжекия О при изменении тока нагрузки в широких пределах, для различных значений тока управления, Причем увеличению тока управления соответствует сужение зоны стабильности,Оптимальное число сердечников магнитной системы определяется формулойМ =2 п+2,где М - количество пар двустержневых и трехстержневых сердечников;п=0,1,2, ,.На фиг.4 представлены характеристики параметрического трансформатора О=1(ОР), при различных значениях тока управления, Из характеристик видно, что при изменении первичного напряжения от определенной величины вплоть до резонансной вторичное напряжение 0 возрастет медленно,При установлении в цепи возбуждения напряжение на выходе повышается скачком и остается стабильным при дальнейшем увеличении первичного напряжения до определенного значения, Выходное напряжение остается стабильным также при уменьшении первичного напряжения ниже резонансного.Увеличение интенсивности, управляющего поля сопровождается изменением магнитного состояния вторичной магнитной цепи, Поэтому возникновение параметрического резонанса в цепи возбуждения происходит при более низком значении первичного напряжения. Как видно из фиг.4 с помощью регулирования процессов в цепи возбуждения достигаются различные диапазоны стабильного вторичного напряжения.При применении предложенного параметрического трансформатора с плоскошихтованным секционированным тороидальным сердечником в силовых электрических цепях уменьшаются затраты активного материала и повышается общий КПД.5Формула изобретения Параметрический трансформатор, содержащий стержневой магнитопровод, пер 10 вичную и вторичную обмотки, обмоткувозбуждения, зашунтированную конденсатором и обмотку управления постоянноготока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения диапазона стабилизации вы 15 ходного напряжения и повышения КПД магнитопровод выполнен в форме тороида,состоящего из совокупности пар ортогонально расположенных и поочередно состыкованных двухстержневых и20 трехстержневых сердечников, все обмоткивыполнены секционированными, при этомна двухстержневых сердечниках расположены секции первичной обмотки и обмоткиуправления, а на внешних стержнях трех 25 стержневых сердечников расположены секции вторичной обмотки и обмоткивозбуждения,1663631 Составитель В. ЛисинРедактор М. Васильева Техред М,Моргентал Корректор А. 0 ленко оизводственно-издательский комбинат "Патент", г од, ул.Гагарина, 10 аказ 2267 Тираж 351 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открцтиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5