Автономный магнитогидродинамический генератор
(19)SU(11)782692(13)A1(51) МПК 5 H02K44/08(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.12.2012 - прекратил действиеПошлина:
(54) АВТОНОМНЫЙ МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР
Изобретение относится к области прямого преобразования тепловой энергии в электрическую, а именно к автономным магнитогидродинамическим (МГД) генераторам, и может быть использовано, например, в установках для геофизических исследований при электрозондировании земной коры. Известны МГД-генераторы переменного тока, содержащие канал, средства для подачи рабочего тела и электромагнит, который подключен к сети переменного тока. Недостатком данной схемы МГД-генератора является невозможность работы ее в автономном режиме. Наиболее близким техническим решением является автономный МГД-генератор, содержащий канал, электромагнит, конденсаторную батарею начального возбуждения, включенную через управляемый ключ параллельно обмотке электромагнита, и нагрузку. Недостатком такого автономного МГД-генератора является то, что для получения на выходе серии униполярных импульсов необходимо между каналом и нагрузкой подключить ключ, коммутирующий сравнительную большую мощность, что уменьшает выходную мощность и удорожает конструкцию генератора. Целью изобретения является упрощение МГД-генератора и получение на его выходе серии униполярных импульсов. Цель достигается тем, что в предлагаемом автономном магнитогидродинамическом генераторе, содержащем канал, электромагнит, конденсаторную батарею начального возбуждения, включенную через управляемый ключ параллельно обмотке электромагнита, и нагрузку, последовательно с конденсаторной батареей начального возбуждения и параллельно с обмоткой электромагнита введены частотные управляемые ключи, соединенные с устройством для их переключения и противофазе. На чертеже изображена электрическая схема автономного МГД-генератора. Автономный МГД-генератор имеет канал 1, обмотку электромагнита 2, конденсаторную батарею начального возбуждения 3, частотные управляемые ключи 4, 5, устройство 6 для противофазного переключения ключей 4, 5 и нагрузку 7. К клеммам канала 1 подключена обмотка электромагнита 2, параллельно ей подключена конденсаторная батарея начального возбуждения 3, включенная последовательно с частотным управляемым ключом 4. Ключ 5 подключен параллельно обмотке электромагнита 2. Частотные управляемые ключи 4 и 5 соединены с устройством для их противофазного переключения 6, при этом нагрузка 7 подключена к клеммам канала 1. В других вариантах схемы нагрузка 7 может быть соединена последовательно с обмоткой электромагнита 2 к клеммам канала 1. Работает устройство по данной схеме следующим образом. Конденсаторная батарея начального возбуждения 3 через замкнутый частотный управляемый ключ 4 разряжается на обмотку электромагнита 2. В обмотке электромагнита 2 появляется ток, при этом в канале 1 возникает магнитная индукция, а на его клеммах появляется напряжение. Благодаря положительной обратной связи между током в обмотке электромагнита 2 и напряжением на клеммах канала 1 начинается процесс выхода генератора на режим самовозбуждения конденсаторная батарея начального возбуждения 3 оказывается опять заряженной в прежней полярности. В момент, определяемый требуемой длительностью импульса, устройство 6 для переключения ключей в противофазе размыкает частотный управляемый ключ 4 и замыкает частотный управляемый ключ 5. Обмотка электромагнита 2 оказывается закороченной, ток в ней падает до нуля, исчезает индукция в канале 1 и напряжение на его клеммах. В момент, определяемый необходимой длительностью паузы, устройство для противофазного переключения ключей 6 размыкает ключ 5 и замыкает ключ 4, а конденсаторная батарея начального возбуждения 3 заряжается на обмотку электромагнита 2 и процесс повторяется. При реализации частотных управляемых ключей 4, 5 на тиристорах серии В, величинах индуктивности обмотки магнита 3410-3 Гн и емкости конденсаторной батареи начального возбуждения 0,001 ф возможно получение на выходе МГД-генератора серии униполярных импульсов напряжения с частотой до 30 Гц. Для других параметров индуктивности обмотка магнита 2 и емкости конденсаторной батареи начального возбуждения 3 выходные частоты могут быть существенно выше. Применение устройства позволяет заменить управляемый частотный ключ, подключенный между каналом и нагрузкой, и коммутирующий большую мощность на два частотных управляемых ключа в цепи возбуждения коммутирующих более низкую мощность. Кроме того, наиболее вероятно выполнение этих ключей на основе тиристоров. Это значит, что для их размыкания необходимо на время снизить ток, протекающий в них до нуля. В данном устройстве в моменты размыкания ключей ток, протекающий через них, по характеру работы схемы равен нулю, тогда как для случая подключения ключа между каналом и нагрузкой для его отключения необходимо устройство, обеспечивающее обратный ток через ключ, равный коммутируемому. Это устройство содержит коммутирующую емкость и дополнительные ключи на ту же мощность. (56) Электроснабжение летательных аппаратов. - Под ред. Коробова Н. Т. М. : Машиностроение, 1975, с. 85. Велихов Е. П. , Волков Ю. М. Импульсные МГД-генераторы и глубинное электромагнитное зондирование земной коры. "Атомная энергия", т. 44, вып. 3, 1978, с. 213.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1