Термомагнитный генератор низкой частоты

ОЛ ИСАНИЕИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ 11875627 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет; Н 03 К 17/ОО Гооударстееииый комитет СССР ио делам иэобретеиий и открытий(53) УДК 621, .374.335.2 (088.8) Опубликовано 23.10,81, Бюллетень М 39 Дата опубликования описания 23. 10.81,2) Автор изобрете Ю. А иков(54) ТЕРЮИАГНИТНЫЙ ГЕНЕРАТОР НИЗКО ЧАСТОТЫИзобрем автом средсть испол ник ие относи Я 1 ет быт тикистрой вк ах регул ции разл атоный диаван ичного назмоду нализаци начени Извастотны тор низбаний,ге 1 полнен лектрических ко а магнитном,уси азобщенным коле ндуктивноконтуромЦ. ителе сательным Наличие колебательного контура создает ограничение диапазона генерируемых частот, главным образом, в его низкочастотной области, так как при понижении частоты значительно возрастают габариты деталей колебатель" ного контура (его емкости и индуктивности) и усложняется его конструк- Цияе Наиболее близким техническим решением к изобретению является термомагнитный генератор низкой частоты, содержащий кольцевой сердечник с зазором, накальную, питающую и выходтю обмотки, навитые на серд сточник переменного напряжеНедостатки известного ген а - недостаточный низкочаст пазон и незначительная генерируемаямощность, что объясняется наличиемкрутых фронтов при переключении генератора, что обуславливает наличиеширокого спектра генерируемых частот,и значительным .внутренним сопротивлением генератора.Цель изобретения - расширение низ.кочастотного диапазона и увеличениегенерируемой мощности,Поставленная цель достигается тем,что в термомагнитном генераторе. низкой частоты, содержащем кольцевойсердечник сзазором, накальную, питающую и выходную обмотки, навитыена сердечник, и источник переменного напряжения, в зазор сердечника помещен термомагнитвый элемент,одновременно служащий анодом вакуумного электронного нагревателя,подогревный катод которого соединен с, накальной обмоткой, а .анод соединен с полюсом источника переменного напряжения, соединенного обмоткой, при этом второй полюс источника соединен с одним из выводов накальной обмотки.На чертеже приведена".функциональная ,электрическая схема генератора (вакуумный нагреватель изображен в разрезе).Генератор состоит из кольцевого ферромагнитного сердечника 1, выполненного, например, в виде пакета .пластин из, трансформаторного железа. Насердечник нанесены обмотки 2-4. Накальная обмотка 3 подключена к катодному нагревателю 5 вакуумного электронного нагревателя, собранного встеклянном или керамическом корпусеб. Обмотка 2 является питающей, а обмотка 4 - выходной, работающей на наг грузку. Анодом вакуумного электронгного нагревателя служит термомагниткой точкой Кюри, вставленный в прорезь кольцевого сердечника 1. Термомагнитный элемент 7 имеет тепловую изоляцию от сердечника 1 в виде тонких прокладок 8 и 9 из слюды, асбеста или керамики. Катодный нагреватель 5 гальванически изолирован от эмиссионного слоя 10 с помощью фарфо-,. ровой изолирующей трубки 11, обладающей значительной тепловой инерцией,Эмиссионный слой 10, служащий катодным электродом и термомагнитный элемент 7, служащий анодом, подключенык источнику 12 переменного напряжения, к которому параллельно подсоединена и питающая обмотка .2. Катод,состоящий из нагревателя 5, изолирующей трубки 11 и эмиссионного слоя 10, имеет форму кольца, охватывающего цом цилиндра. Сечение элемента 7 несколько превышает сечение сердечника Работает генератор следующим образом.При подаче переменного напряжения от источника 12 эмиссионный слой 10 катода вакуумного нагревателя постепенно разогревается с помощью нагре 3 875627 4вателя 5, подключенного к накальнойобмотке 3, При достижении слоем 10температуры, при которой возникаеттермоэлектронная эмиссия он начинает испускать электроны со своей по"1верхности. Под действием положительной части синусоиды переменного напряжения, приложенного к элементу 7,электроны бомбардируют его, разогре 10 вая до температуры Кюри. При достижении термьмагнитным элементом 7температуры орк он уменьшает, своюмагнитную проницаемость до единицы,переходя в парамагнитное сос -15 тояние. Следствием этого являетсярезкое увеличение магнитного сопротивления зазора сердечника 1, в котором находится элемент 7. В результате переменный магнитный поток в20 кольцевом сердечнике 1 практическиуменьшается до нуля, и напряжения вобмотке 3 и 4, которые в начале колебательного цикла имели максимальные значения также падают до нуля. ный элемент.7 из ферромагнетика с низ- д После этого нагреватель 5 обесточени не выделяет тепла для нагрева эмис,сионного слоя 10, однако испусканиеэлектронов с поверхности последнегоза счет значительной тепловой инерцииизолирующей трубки 11 не прекращается сразу, а продолжается еще некоторое время, необходимое для остывания слоя 10 ниже температурытермоэмиссии. Такой режим работыкатода генератора позволяет уверен 35 зно проходить мертвую точку при совершении каждого колебательного цикла.Процесс остывания элемента 7 начинается лишь после прекращения термоэмиссии с поверхности слоя 1 О, поэ 40тому к началу остывания он оказыва 4ется несколько перегретым выше точки Кюри; За счет тепльвой изоляцииэлемента 7 с помощью прокладок 8 и термомагиитный элемент 7, выполнен, его остывание происходит весьма ный в форме-.аксиального с этим коль- медленно (остальная его поверхностьокружена вакуумом). Последнее обсто 1 ятельство дает возможность надежно 1, поэтому форма сечения последнего избежать эффекта метрвой точки и на может бшть как круглой, так и прямо- этапе возвращения элемента 7 из пара- угольной, Пространство внутри кор магнитного в ферромагнитное состояпуса вакууиировано. ния.После остывания термомагнитноговдемента 7 до точки Кюри он восстанавливает полностью свои ферромагнитные55 свойстВа, так как успевает несколько переохладиться ниже точки Кюри,во"первых за счет того, что термоэмиссионный слой О находится к этомумоменту ниже температуры термоэмис" сии, а во-вторых за счет того, что катод обладает значительной тепловой инерцией и, несмотря на уже начавшийся разогрев его нагревателем 5, не может сразу достичь этой темперетуры. После остывания элемента 7 до точки Кюри в сердечнике 1 снова появляется переменный магнитный поток первоначальной величины, а напряжения 1 О в обмотках 3 и 4 достигают своих максимальных значений. Колебательный цикл в этой стадии полностью завершается. Дальше все происходит в уже описанной последовательности. Та ким образом, в выходной обмотке 4 вырабатывается переменное напряжение, амплитуда которого периодически изменяется от нуля до некоторого максимального значения. Частота перемени 20 ного напряжения, определяется часто" той питающей сети Частота же сравни- . тельно медленных пульсаций амплитуды, т.е. частота, вырабатываемых гене" ратором колебаний, зависит от теп з ловой инерции элемента 7 изолирующей трубки 11, Она может находиться в диапазоне периодов от десятков секунд до десятков и сотен минут. При этом мощность генератора, в зависи" щ мости от сечений сердечника и обмоток, может лежать в пределах от десятков и сотен киловатт и выше. Такой же мощности может быть и питаемая от этого генератора нагрузка. Достижение указанного диапазона периодов колебаний при таких мощностях другими средствами заметно усложняет, удорожает и снижает надежность известных генераторов. Генератор находит применение в тех случаях, когда требуется периодически включать и выключать питание какого-либо объекта, работающе го через заданные интервалы времени, например светильников морских маяков, электродвигателей, приводящих в движение механизмы в технологических процессах и т.д.При установке выпрямительного моста на выходе генератора он может служить источником периодически меняю щегося постоянного напряжения.Формула изобретенияТермомагнитный генераторнизкойчастоты, содержащий кольцевой сердечник с зазором, накальную, питающую ивыходную обмотки, навитые на сердечник, и источник переменного напряжения, о т л и ч а:ю щ и й с я тем,что, с целью расширения низкочастотного диапазона и увеличению генерируе-мой мощности, в зазор сердечника помещен термомагнитный элемент, одновременно служащий анодом вакуумногоэлектронного нагревателя, подогревныйкатод которого соединен с накальнойобмоткой, а анод соединен с полюсомисточника переменного напряжения, соединенного обмоткой, при этом второйполюс источника соединен с одним извыводов накальной обмотки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 154885, кл. Н 03 К 3/45, 1969.2. Заявка ФРГ У 1964779,кл, Н 03 К 3/45, 20.01.72875627 Составитель В. КазакРедактор Р. Цицика Техред М.Рейвес р Н, Швыдкая о 385/86 Тираж 9 ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Ра Подписи а омитета СССРоткрытийушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная