Магнитоэлектрический трансформатор

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в цепях переменного тока для преобразования напряжения.
Известен магнитоэлектрический трансформатор, описанный Г.В. Катнем [Г.В. Катц, Магнитные и диэлектрические приборы, Ч. 1, Москва, «Энергия», 1964, 416 с., Глава №5.]. Этот трансформатор, называемый комбинированным керамическим трансформатором, состоит из механически соединенных с торцов пластин магнитострикционного феррита и поляризованной пластины пьезоэлектрика.
Недостатком известного трансформатора является низкий кпд, определяемый тем, что магнитная цепь разомкнута.
Известен также кольцевой магнитоэлектрический трансформатор, описанный в патенте RU №2562067 от 20.05.2014 г. и принятый за прототип. Известное устройство состоит из плоского кольца, выполненного из магнитострикционнопьезоэлектрического композиционного материала, с нанесенными на внешнюю и внутреннюю поверхности электродами и конденсатора. Вокруг композитной структуры намотана рабочая катушка индуктивности.
Указанное устройство работает следующим образом. При подаче постоянного входного напряжения, служащего для создания начальной намагниченности сердечника, к катушке индуктивности и переменного входного напряжения к электродам происходит изменение намагниченности магнитострикционной фазы и возникновению в катушке ЭДС индукции, превышающей по величине входное напряжение.
Недостатком известного магнитоэлектрического трансформатора является низкое значение КПД ввиду использования внешнего источника для создания начальной намагниченности.
Предлагаемая полезная модель направлена на решение технической задачи по устранению этого недостатка, а именно, на увеличение КПД магнитоэлектрического трансформатора.
Технический результат достигается тем, что магнитоэлектрический трансформатор, содержащий рабочую катушку, электроды, отличающийся тем, что магнитоэлектрический композит выполнен составным из магнитострикционного ферромагнетика и пьзоэлектрика, магнитная цепь выполнена замкнутой, в которую для создания начальной намагниченности введены постоянные магниты.
Указанные признаки полезной модели являются существенными и совокупность этих признаков достаточна для получения требуемого технического результата.
На фиг. 1 показана конструкция заявляемой полезной модели. Полезная модель содержит две пьезоэлектрические пластины 1 с электродами 2 на торцах, постоянных магнитов 3, двух слоев магнитострикционного материала 4 и катушки индуктивности 5. Все слои механически связаны друг с другом.
Представленная конструкция не является единственно возможной, но обеспечивает получение требуемого технического результата.
in
in
Работает устройство следующим образом. К катушке 5 от внешнего источника подается переменное электрическое напряжение U с частотой f. Электрический ток создает в катушке переменное магнитное поле, которое воздействует на магнитострикционный материал 4. Постоянные магниты создают рабочее поле смещения, замкнутое цепи магнитострикционного материала. Это магнитное поле, вызывает деформацию магнитострикционного материала, которая передается пьезоэлектрической пластине 1. В результате, между электродами 2 пьезоэлектрической пластины генерируется электрическое напряжение и с той же частотой f, превышающее в К раз входное напряжение U.