2018-10-30
Научно-исследовательский сайт Вячеслава Горчилина
Все заметки
Магнитный трансформатор со складывающимися полями
Эта идея возникла у автора на основании исследований двух известных физических явлений: складывания магнитных полей и параметрического резонанса. Дело в том, что магнитные поля в ферромагнитном сердечнике складываются немного не так, как идеальные. Если поля встречные, то кроме их частичного погашения, меняется и общая индуктивность, а это уже приводит нас к параметрическим эффектам.
Структурная схема идеи представления на рисунке 1.1, где T1 — трансформатор с тремя обмотками и ферромагнитным сердечником, G1 и G2 — генераторы синусоидального сигнала, отличающиеся своей рабочей частотой ровно в два раза, Rn — активная нагрузка.
Структурная и принципиальная схемы подключения магнитного трансформатора со складывающимися полями
Работа схемы основана на складывании магнитных полей при совпадении фаз синусоид двух генераторов и, за счёт его насыщения, одновременного уменьшения индуктивности сердечника. При разности фаз, наоборот, происходит их вычитание и увеличения индуктивности, что ведёт за собой дополнительную энергетическую прибавку. По предварительным расчётам, увеличение КПД второго рода такого устройства должно быть не менее двух раз.
На рисунке 1.2 изображён один из вариантов реализации структурной схемы. Здесь, в качестве G2 выступает промышленная сеть 220В, а в качестве G1 — преобразованное напряжение этой сети, которое производится с помощью диодного моста VB1. После него образуется удвоенная частота и постоянная составляющая, которая отсекается разделительным конденсатором C1. Поледний выступает ещё и в роли фазосдвигающего или резонансного: в зависимости от конкретной реализации его придётся подбирать. Ёмкость этого конденсатора, вместе с индуктивностью первичной обмотки T1, должна находиться по формуле Томсона, но для окончательного подбора — должна иметь возможность подстройки в большую и меньшую сторону не менее, чем в два раза. Первичная и вторичная обмотки должны рассчитываться исходя из действующих напряжений, а нагрузочная (T1.3) — под конкретную нагрузку Rn.
Два варианта реализации ферромагнитного сердечника для магнитного параметрического трансформатора
На рисунках 2.1 и 2.2 предложены два варианта реализации ферромагнитного сердечника для трансформатора T1. Они отличаются лишь числом кернов, а вот общее у них — зазор d между магнитопроводами. Он позволит отрегулировать степень насыщения сердечника в зависимости от проходящих по нему токов и правильно подобрать параметрическую составляющую эффекта. Регулировкой этого зазора можно добиться максимального КПД для всего устройства.

© Горчилин Вячеслав, 2018 г.
* Перепечатка статьи возможна с условием установки ссылки на этот сайт и соблюдением авторских прав

2009-2018 © Vyacheslav Gorchilin