ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩИЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к системам электрического отопления, а более конкретно, к устройствам электромеханического обогрева.
Известен теплогенерирующий электромеханический преобразователь (С.Н.Иванов, К.К.Ким, В.М.Кузьмин. Теплогенерирующие электромеханические устройства и комплексы. - СПб.: ООО «Издательство ОМ-Пресс», 2009. С.147), содержащий электромеханический преобразователь, выход которого соединен с измерительной системой, которая в свою очередь соединена оптимальным нелинейным фильтром. Выход оптимального нелинейного фильтра соединен с детерминированным оптимальным регулятором, выход которого соединен с входом электромеханического преобразователя.
Одним из основных недостатков этой системы является низкая эффективность управления из-за слабой магнитной связи между обмотками соединен с входом электромеханического преобразователя.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является управляемый теплогенерирующий электромеханический преобразователь (RU №50741, H05B 6/10, F25B 29, опубл. 20.01.06), содержащий цилиндрический магнитопровод с размещенной на нем сетевой многофазной обмоткой, и теплогенерирующий элемент в виде вращающейся короткозамкнутой вторичной обмотки, выполненной из электропроводящего материала. Между сетевой обмоткой и вторичной обмоткой установлен неподвижный теплогенерирующий элемент из электропроводящего материала. К сетевой обмотке подключено своим выходом устройство управления электромеханического преобразователя, вход которого подключен к системе измерения.
Система измерений представляет собой набор первичных датчиков температуры, напряжения, тока и т.п. и служит для измерения доступных для этого параметров управляемого теплогенерирующего электромеханического преобразователя.
Основной недостаток данного устройства состоит в низкой эффективности управления, обусловленной слабой магнитной связью между сетевой и вторичной обмотками.
Задача полезной модели - повышение эффективности управления электромеханическим теплогенерирующим преобразователем путем использования энергии постоянных магнитов.
Технический результат достигается тем, что в теплогенерирующем электромеханическом преобразователе, содержащим цилиндрический магнитопровод с размещенной на нем сетевой многофазной обмоткой, и нагревательный элемент в виде вращающейся напорной короткозамкнутой вторичной обмотки, выполненной из электропроводящего материала, неподвижный цилиндрический теплогенерирующий элемент из электропроводящего материала, жестко закрепленный на внутренней поверхности цилиндрического магнитопровода, устройство управления своим выходом подключенное к сетевой многофазной обмотке, а своим входом подключенное к системе измерения, на внутренней поверхности вращающейся напорной короткозамкнутой вторичной обмотки жестко закреплен полый цилиндрический радиально намагниченный постоянный магнит.
Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежом.
В корпусе 1 жестко закреплен цилиндрический магнитопровод 2, в чьих пазах размещена сетевая многофазная обмотка 3, которая подключена к выходу 4 устройства управления 5. Вход 6 устройства управления 5 соединен проводами с системой измерения 7. На внутренней поверхности цилиндрического магнитопровода 2 жестко закреплен неподвижный теплогенерирующий элемент 8 из электропроводящего материала, например, меди. Внутри теплогенерирующего элемента 8 расположена вращающаяся напорная короткозамкнутая вторичная обмотка 9 - второй теплогенерирующий элемент, выполненная из электропроводящего материала, например, из алюминия. На внутренней поверхности вращающейся напорной короткозамкнутой вторичной обмотки 9 жестко закреплен полый цилиндрический радиально намагниченный постоянный магнит 10.
3
Работа устройства осуществляется следующим образом. На сетевую многофазную обмотку 3 подается напряжение от управляющего устройства 5. Проходящий при этом по сетевой многофазной обмотке 3 ток создает намагничивающую силу и вращающееся магнитное поле, наводящее на основании закона электромагнитной индукции во вращающейся напорной короткозамкнутой вторичной обмотке 9 электродвижущую силу и обусловленный ею вторичный ток, взаимодействующий с первичным магнитным полем. Это приводит к одновременному нагреву и движению вращающейся напорной короткозамкнутой вторичной обмотки 9. Количество теплоты, выделяемое вращающейся напорной короткозамкнутой вторичной обмоткой 9, и ее производительность (т.е. количество нагреваемой и перемещаемой среды в единицу времени, м/с) зависит от величины ее тока, в свою очередь определяемого скоростью вращения вращающейся напорной короткозамкнутой вторичной обмотки 9. Так как при скоростях, близких к синхронным, величина тепловых потерь во вращающейся напорной вторичной обмотке 9 стремится к нулю, в теплогенерирующем электромеханическом преобразователе используется неподвижный теплогенерирующий элемент 8, в котором также индуцируются вихревые токи, но их величина постоянна, т.к. неподвижный теплогенерирующий элемент 8 неподвижен относительно сетевой многофазной обмотки 3. Вращающаяся напорная вторичная обмотка 9 обеспечивает отбор тепла как с себя, так и с неподвижного теплогенерирующего элемента 8 за счет закручивания нагреваемой и перемещаемой среды относительно неподвижного теплогенерирующего элемента 8.
Кроме того, с вращающимся магнитным полем взаимодействует поле полого цилиндрического радиально намагниченного постоянного магнита 10, это взаимодействие также создает механический момент, направленный согласно с механическим моментом от взаимодействия токов в напорной короткозамкнутой вторичной обмотке 9 и вращающегося магнитного поля сетевой многофазной обмотки 3. Это усиливает магнитную связь между напорной короткозамкнутой вторичной обмоткой 9 и сетевой многофазной обмоткой 3, что в свою очередь приводит к большей разнице в постоянных времени электромагнитных и тепловых процессов, происходящих во внутреннем объеме заявляемого устройства. А с увеличением разницы в постоянных времени эффективность управления электромеханическим теплогенерирующим преобразователем увеличивается.