SU625643A3 - Способ передачи электромагнитной энергии - Google Patents

Claims (2)

1. одной из схем на фйг„ 4 - характеристика КПД передачи по предложенному способу в зависимсхзо  от числа осуществл емых передач; на фиг. 5 - схема цепи, в которой две индуктивности соедине:е ы при помощи трансформатора со вспомогательным копебатегаьным контуром на фиг. 6 график развити  системы, когпа вспомога-« тепьна  цепь  вл етс  копебате ьным кон туром, как на фиг. 5 и преобразовани  основной цепи синхронно с колебани ми тогка во вспомогательной цепи. Индуктивности 1 и 2, величины которых равны соответственно Ь i и Lg. имеют нулевое внутреннее сопротивлеаиеа по ним протекают токи, соогаетста.енно и л , в генератор™ протекает ток (фиг, 1). ной схеме 3 Соединительное устройство 4 - нейтральное с энергетической точки зрени  {индуктивность , емкость и сопротивление нулевые ), обеспечивает между трем  тскаьш 1л -линейное соотношение вида: Пользу сь формулой, можно ИЗ}ЧИТЬ обмен энергией между элементами L, ,Ь и генераторной схемой 3, Предположим, что коэффициенты о и посто нны. Электромагнитна  энерги , накопленна  в каждой из индунпивносте соответственно следующа : 1-тЧ W -1-1 2
2. 2.- Полна  энерги  W Y . накопленна  во всей цепи, котора  представл ет собой сумму энергии Ш в Wj. может быть-в ражена просто как функци  коэффициен4 g и величины инд тов об и /о тивностей It и L 2 Расчеты позволш установить следующее соотношение: 1.. .2 Выражение (3) показывает, что полна  энерги  Wfjt имеет минимальную величину ( WT L при Q 0. Когда схема на фиг. 1 находитс  в так еж; состо нии , говор т, что она в состо нии равно веси . Энергию W и W. , накопленную в индуктивност х 1 и 2 удобно выразить через соотнесени : Wi WTv-cos 0 . л дл  угл Эт на л р вел точ в состо нии равнов€юи , определ емом оы 0,, , находим; 1|8„.-$ общем случае можно установкть что любого положени , характеризущ-лого ом б , имеетс  соотношение: Г W fo6Tp результаты нагл дно представлены графике с двум  взаимно перпендикуными ос ми, на которых накладывают ичины и -у W2 (фиг. 2). Точкой равновеси   вл етс  така  ка MO , при которой -ОИЛ.Т1 во Скольз ща  точка М, предетавл$иоша  конкретное состо ние цепи, расположена на пр мой, перпендикул рной к СМ в точке М(з таким образом, что: ОшгМ viOmi Yw7 (8) Следовательно, график на фиг. 2 показывает общее поведение цепи при изменении некоторых из ее элементов, при котором всегда выполн етс  соотношение (1), Так дл  цепи, показанной на фиг. 1, в которой начальное состо ние соответствует электромагнитной энергии, накопленной только в индуктивности 1, и представлено точкой М отрезок пр мой. заключенный между Mj и MQ , представл ет продвижение этой системы к конечному состо нию равновеси , показанному точкой М в рассмотренном случае, относ щемс  к известным способам, индуктивности 1 и 2 имеют одинаковую величину, благодар  симметрии тачки MO расположена на первой биссектрисе системы оеей, а конечное состо ние таково, что4ш| V. Передача, соответствующа  переходу от М к М , осуществл етс  в этом случае, с КПД 25%. На фиг. 3 показана последовательность из И преобразователей, которые позволшот осуществл ть посто нную передачу энергии, содержащейс  в начальный момент в одной из индуктивностей, в другую индуктивность, в отличие от одной единств венной резкой передачи, показанной на фиг. 2, котора  характерна дл  известных способов. На фиг. 3 начальное состо ние системы представлено точкой М Q , соответствующей электромагнитной энергии , накопленной исключительно в сопротивлении величиной L , причем абсцисса точки M-paBHaJW. Обозначение Мд указьшает, что перед вс ким преобразова нием цепь находитс  в положении равновеси . Первое преобразование цепи заставл ет точку, представл ющую состо ние системы, перейти из точки Мл в Iтакую точку Mi, при которой угол (ОМ,, ОМд) равен а/ Н. Это принимает с  за новое начальное состо ние в новом преобразовании от Mj к Mg , имеющем тот же характер и ту же величину, что и предыдуш.ее преобразование, но посто н но подходит к точке Mj с ординатой rWo , где вс  магнитна  энерги  накопл на в индуктивности 1,2 . Следовательно, и менение системы осуществл етс  вдоль ломанной линии В , тогда как идеальное преобразование с КПД равным единице должно было бы происходить по четверти окружности N . Скольз ща  точка обозн чена через М. Б этом случае легко подс читать потери, возникеоощие в системе при ее преобразовании вдоль ломанной ли НИИ В и, следовательно, КПД преобразовани , который по определению равен отн шению энергии, окончательно накопленной в индуктивности L 2 . к энергии, первоначально накопленной в индуктивности Ь{ Находим: ,. №)..) (9) Этот кпд тем ближе к 1, чем больше К чем больше число преобразований, осуществленных дл  перехода от начального состо ни  к конечному. При фиг. 4 показано изменение КПДг) в зависимости от числа И преобразований . На этой фигуре н отложено по оси абсцисс, а КПД - по оси ординат. Дл  достижени  значительного КПД необходимо прибегнуть практически более чем к дес ти преобразовани м (в извест ных способах при угле мелоду начальным и конечным состо ни ми равном It/4, что соответствует И 2, КПД составл ет 0.25. На фиг. 5 показан один из вариантов передачи энергии. На этой фигуре показан вариант цепи на фиг. 1, котора  содержит идентичные элементы обозначенные одинаковыми позигш ми. в частности индуктивности 1 и 2, величины которых равны соответственно Ц j и Ц 2 . Эти индуктивности св заны трансформатором и образуют основную цепь. Вспомогательна  цепь образована генератором 5 и реактивным элементом 6, например конденсатором . Вспомогательна  цепь 6 соединена с основной цепью полной взаимной индукцией через трансформатор 7. Дл  такой цепи токи 4 i, 2 св заны линейным соотношением, аналогичным соотношению (1), которое приводит к закону изменени  полной энергии того же вида, что и выражении (3). Дл  такой цепи график - на фиг. 2 остаетс  действительным с той только разницей, что вспомогательна  цепь Q содержит теперь конденсатор 6, способный вызывать колебани  тока Q около положени  равновеси . Когда система, ЕМЫХОДЯща  из начального состо ни , характеризующегос  на фиг. 2 точкой Mj , добтигает состо ни , характеризующегос  точкой Мд , конденсатор 6 уже приобретает зар д не равный нулю. Следовательно, .начина  с точки MQ , ток (Q измен ет знак, и конденсатор превращаетс  в генератор. Энерги  конденсатора передаетсЕ в основную цепь, котора  отклон етс  от положени  равновеси  до точки, симметричной М отноПо достижении .этой сительно М, точки сос1Х  ние цепи возвращаетс  к состо нию, представленному точкой MQ, Таким образом возникает колебательное движение между точкой М и точкой, ей симметричной, относительно МдНа фиг, 6 система переходит от Начального состо ни , представленного точкой Мр-, в состо 1ше, представлогаюе точкой MO , симметричной точке Мр-1 относитепьно состо ни  равновеси  .j/. Система, начальное состо ние которой представлено точкой и котора  снабжена реактивной системЬй, например конденсатор 6, , перемещаетс  к конечному состо нию, характеризующемус  точкой Mw вдоль ломаной линии В, котора  впи- сана в четверть крута с центром в точке О, так что конечна  энерги  W равна начальной энергии Wj. . В этом случае передача осуществл етс  с КПД, равным единице. Этот частный случай передачи требует, чтобы измене ш  основной цепи происходили синхронно с последовательными зар дами и разр дами конденсатора 6. Моменты изменений основной цепи соответсавуют вершинам многоугольной характеристики В, т.е. точкам MP-I, Мр , Mpvi и т. д. в таком варианте передачи энергии вклад конденсатора очень невелик по отношению к полной энергии. Действительно , если обоз1лачить число последовательностей , пол рный угол между точкой Мр,.(/2, представл$пощий состо ние минимальной энергии, и одной из точек р или MP+.I, соотве1С1вующих преоб разованивм элементов, цепи, равенЛ/4к энерги , вносима  конденсатором, состав л ет /4м), Дл  п 8 эта энерги  составл ет всего одну сотую от полной энергии. 6 38 Формула изобретени  Способ передачи электромагнитной энергии от накопительной катушки в нагрузочную катушку пуаем подключени  коммутирующего элемента к отводам упом нутых катушек, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД, передачу энергии осуществлао-г путем последовательного подключени  одного из оаводов одной из катушек к р ду отводов другой катушки в пор дке их убывани . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1. Родштейн Л, А. Электрические аппараты низкого напр жени , М-Л, Энерги , 1964, с. 16/

   «г

   w,

   М

   ipvt3

   фч Л

   - -; --j / , . ,

   -/;-; l| S64|5.

   ..V . у « у r f/ f-/

   фиг.{