Система для перетворення вхідної енергії
Номер патенту: 105937
Опубліковано: 11.04.2016
Автори: Сергієнко Міла Володимирівна, Невгадовський Руслан Андрійович, Бондаренко Катерина Юріївна, Галушко Тетяна Анатоліївна, Бойко Володимир Олександрович, Семінько Олександр Миколайович, Хоруженко Вадим Анатолійович, Дубас Михайло Михайлович, Кіндеревич Петро Володимирович
Формула / Реферат
1. Система для перетворення вхідної енергії в вихідну енергію необхідного виду, що містить послідовно з'єднані пристрій для перетворення хімічної енергії в електричну енергію постійного струму, пристрій для перетворення електричної енергії постійного струму в електричну енергію змінного струму, пристрій для зміни з'єднання в електричних колах, вихід якого з'єднаний з енергетичним модулем для перетворення електричної енергії змінного струму у вихідну електричну енергію необхідного виду, яка відрізняється тим, що введені перший і другий заземлювальні пристрої, пристрій для зміни з'єднання в електричних колах являє собою електронний вимикач з першим і другим входами, а енергетичний модуль виконаний у вигляді послідовно з'єднаних з'єднаного першим входом з першим заземлювальним пристроєм пристрою для перетворення змінного синусоїдального струму у імпульсний струм і другим входом з пристроєм для зміни з'єднання в електричних колах, пристрою для підвищення напруги імпульсів електричного струму та пониження його величини сили струму, пристрою для накопичення електричної енергії і згладжування вихідної напруги імпульсного струму, пристрою для упорядкування частоти імпульсного струму і акумуляції електричної енергії, пристрою для комутації великих імпульсних сигналів, пристрою для трансформування великих імпульсів змінного струму, з'єднаного першим входом з останнім, а другим його входом з другим заземлювальним пристроєм, пристрою для відсікання високочастотних коливань і пристрою для перетворення імпульсного струму у змінний синусоїдальний струм з першим і другим виходами, при цьому пристрій для перетворення електричної енергії постійного струму в електричну енергію змінного струму являє собою електронний інвертор, вихід якого з'єднаний з першим входом електронного вимикача, а другий вхід електронного вимикача з'єднаний з першим виходом пристрою для перетворення імпульсного струму у змінний синусоїдальний струм і другий вихід останнього являє собою вихід системи.
2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій для підвищення напруги імпульсів електричного струму та пониження його величини сили струму являє собою імпульсний трансформатор, виконаний у вигляді електромагнітної котушки, переважно біфілярної котушки, що містить дві близько розташовані паралельні обмотки - первинну низьковольтну і вторинну високовольтну та осердя, виконане з магнітном'якого матеріалу, переважно прецизійного сплаву пермалою.
3. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій для накопичення електричної енергії і згладжування вихідної напруги імпульсного струму являє собою ряд високовольтних конденсаторів.
4. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій для упорядкування частоти імпульсного струму і акумуляції електричної енергії являє собою електромагнітну котушку, виконану у вигляді біфілярної котушки, початок першої котушки з'єднаний з кінцем другої котушки, а її осердя виконане з магнітном'якого матеріалу, переважно прецизійного сплаву пермалою.
5. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій для комутації великих імпульсних сигналів являє собою керуючий тиратрон для передачі і керування частоти електричної енергії.
6. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій для трансформування великих імпульсів змінного струму являє собою електромагнітну котушку з двома близько розташованими паралельними низьковольтними обмотками, а її осердя виконане з магнітном'якого матеріалу, переважно прецизійного сплаву пермалою.
7. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій для відсікання високочастотних коливань являє собою фільтр низьких частот з конденсатором.
8. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій для перетворення імпульсного струму являє собою електронний інвертор, переважно на тиристорах.
9. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що електронний вимикач виконаний у вигляді тиристора.
10. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій для перетворення хімічної енергії в електричну енергію постійного струму являє собою джерело постійного струму у вигляді акумуляторної батареї.
Текст
Реферат: Система для перетворення вхідної енергії в вихідну енергію необхідного виду, що містить послідовно з'єднані пристрій для перетворення хімічної енергії в електричну енергію постійного струму, пристрій для перетворення електричної енергії постійного струму в електричну енергію змінного струму, пристрій для зміни з'єднання в електричних колах, вихід якого з'єднаний з енергетичним модулем для перетворення електричної енергії змінного струму у вихідну електричну енергію необхідного виду, причому введені перший і другий заземлювальні пристрої, пристрій для зміни з'єднання в електричних колах являє собою електронний вимикач з першим і другим входами, а енергетичний модуль виконаний у вигляді послідовно з'єднаних з'єднаного першим входом з першим заземлювальним пристроєм пристрою для перетворення змінного синусоїдального струму у імпульсний струм і другим входом з пристроєм для зміни з'єднання в електричних колах, пристрою для підвищення напруги імпульсів електричного струму та пониження його величини сили струму, пристрою для накопичення електричної енергії і згладжування вихідної напруги імпульсного струму, пристрою для упорядкування частоти імпульсного струму і акумуляції електричної енергії, пристрою для комутації великих імпульсних сигналів, пристрою для трансформування великих імпульсів змінного струму, з'єднаного першим входом з останнім, а другим його входом з другим заземлювальним пристроєм, пристрою для відсікання високочастотних коливань і пристрою для перетворення імпульсного струму у змінний синусоїдальний струм з першим і другим виходами, при цьому пристрій для перетворення електричної енергії постійного струму в електричну енергію змінного струму являє собою електронний інвертор, вихід якого з'єднаний з першим входом електронного вимикача, а другий вхід електронного вимикача з'єднаний з першим виходом пристрою для перетворення імпульсного струму у змінний синусоїдальний струм і другий вихід останнього являє собою вихід системи. UA 105937 U (12) UA 105937 U UA 105937 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Ця корисна модель належить до систем перетворення вхідної енергії постійного або змінного струму в вихідну енергію необхідного виду і може бути використана у промисловості і побуті, наприклад для незалежного енергозабезпечення промислового, багатоквартирного чи індивідуального будинку, у тому числі перетворення електричної енергії у тепло для промислових і побутових цілей - обігрів приміщень і гарячого водопостачання. Передумови створення корисної моделі. Як відомо, 80 % всієї енергії людство отримує спалюючи вугілля, нафту та нафтопродукти, природний газ, торф тощо. Між тим, вже поширене використання, так званих, відновлюваних джерел енергії - енергії вітру, води, землі та сонячного світла і генераторів, що використовують механічну енергію обертання. Виробництво електричної енергії з використанням, так званих, відновлюваних джерел енергії набуло популярності лише нещодавно, що пояснюється загрозами від зміни клімату, побоюванням вичерпати мінеральне паливо, соціальними і політичними ризиками через широке використання мінеральних палив та атомної енергетики. Широке використання останніх пояснюється тим, що досі не знайдено джерела енергії, більш рентабельного за найдавніший спосіб видобутку енергії - спалення. В останні роки використання відновлювальних джерел енергії швидко зростає (на 50 % з 2004 року до 2007 року), та в 2007 році досягло 3,4 % від загального виробництва електроенергії, не враховуючи велику гідроенергетику, що надає ще 15 % від загального виробництва. Але ніколи ще в Україні і інших країнах з обмеженим видобутком паливних ресурсів не відчувалося такої гострої потреби у швидкому переході до нових джерел енергії як зараз. У зв'язку з зазначеним розробка нових енергетичних пристроїв є актуальною задачею. Термін "відновлювана енергетика" вживається на противагу видобутку енергії спаленням копалин і для розуміння фізичного процесу. Але енергія в джерелах "відновлюваної енергетики" не відновлюється, а тільки постійно вилучається. Так, наприклад з сонячної енергії, що прибуває на Землю, лише дуже невелика частина трансформується в інші форми енергії, а велика частина просто йде в космос. Відомо, що енергія - це здатність до виконання роботи, а робота здійснюється, коли на об'єкт діє фізична сила. Тобто енергію, можна визначити як джерело, з якого людина може добути електричний струм, тепло тощо, а також як різницю потенціалів у різних точках магнітного поля Землі. І тому людство вже давно замислюється над перетворенням потенційної енергії силових полів навколишнього середовища у звичну електричну енергію, але таке явище, на перший погляд, суперечить фундаментальним основам фізики - енергія не може бути ні створена, ні зруйнована (закон збереження енергії). Разом з тим, роботи в цьому напрямі інтенсивно проводяться в США, Росії, Німеччини, Японії, Швейцарії. Процеси, які відбуваються у таких пристроях відповідають законам перетворення і збереження енергії. Ці пристрої експериментально підтверджують реальність використання силових полів (електричні поля, магнітні поля, гравітаційні поля та інші силові поля) для отримання звичайних видів енергії, наприклад, електричної енергії. При цьому коректно вироблені розрахунки не виявляють порушень законів термодинаміки, просто відбувається перетворення одних видів енергії в інші види відповідно до законів фізики. Так, відома система перетворення вхідної енергії, що є близьким за технічною суттю, що заявляється (див. Заявку WO / 2008/103129 А1, кл. 11/00 Н02М, публ. 28.08.2008 р.). Відома система перетворення вхідної енергії містить з'єднані пристрій для перетворення хімічної енергії в електричну енергію постійного струму, пристрій для перетворення електричної енергії постійного струму в електричну енергію змінного струму, пристрій для зміни з'єднання в електричних колах і енергетичний модуль для перетворення електричної енергії змінного струму у вихідну електричну енергію необхідного виду. Відома система перетворення вхідної енергії заснована на явищі електромагнітної індукції за допомогою електромагнітного пристрою, що має дві індуктивно зв'язані обмотки. Одна з обмоток під'єднана до джерела струму, а інша обмотка служить джерелом струму для навантаження (споживача). Відома система має низький коефіцієнт перетворення енергії. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити систему перетворення вхідної енергії шляхом наявності нових елементів, їх нового взаємного зв'язку і конструктивного виконання підвищити коефіцієнт перетворення енергії. Розкриття корисної моделі. Ця задача вирішена системою для перетворення вхідної енергії в вихідну енергію необхідного виду, що містить послідовно з'єднані пристрій для перетворення хімічної енергії в електричну енергію постійного струму, пристрій для перетворення електричної енергії постійного струму в електричну енергію змінного струму, пристрій для зміни з'єднання в електричних колах і енергетичний модуль для перетворення електричної енергії змінного 1 UA 105937 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 струму у вихідну електричну енергію необхідного виду, енергетичний модуль виконаний у вигляді пристрою для перетворення змінного синусоїдального струму у імпульсний струм, з'єднаного з першим заземлювальним пристроєм, пристрою для підвищення напруги імпульсів електричного струму та пониження його величини сили струму, пристрою для накопичення електричної енергії і згладжування вихідної напруги імпульсного струму, пристрою для упорядкування частоти імпульсного струму і акумуляції електричної енергії, пристрою для комутації великих імпульсних сигналів, пристрою для трансформування великих імпульсів змінного струму, з'єднаного з другим заземлювальним пристроєм, пристрою для відсікання високочастотних коливань і пристрою для перетворення імпульсного струму у змінний синусоїдальний струм. При цьому пристрій для перетворення електричної енергії постійного струму в електричну енергію змінного струму являє собою електронний інвертор. При цьому пристрій для підвищення напруги імпульсів електричного струму та пониження його величини сили струму являє собою імпульсний трансформатор, виконаний у вигляді електромагнітної котушки, переважно біфілярної котушки, що містить дві близько розташовані паралельні обмотки - первинну низьковольтну і вторинну високовольтну обмотку та осердя, виконаного з магнітном'якого матеріалу, переважно прецизійного сплаву пермалою. При цьому пристрій для накопичення електричної енергії і згладжування вихідної напруги імпульсного струму являє собою ряд високовольтних конденсаторів. При цьому пристрій для упорядкування частоти імпульсного струму і акумуляції електричної енергії являє собою електромагнітну котушку, виконану у вигляді біфілярної котушки, початок першої котушки з'єднаний з кінцем другої котушки, а її осердя виконане з магнітном'якого матеріалу, переважно прецизійного сплаву пермалою. При цьому пристрійдля комутації великих імпульсних сигналів являє собою керуючий тиратрон для передачі і керування частоти електричної енергії. При цьому пристрій для трансформування великих імпульсів змінного струму являє собою електромагнітну котушку з двома близько розташованими паралельними низьковольтними обмотками, а її осердя виконане з магнітном'якого матеріалу, переважно прецизійного сплаву пермалою. При цьому пристрій для відсікання високочастотних коливань являє собою фільтр низьких частот з конденсатором. При цьому пристрій для перетворення імпульсного струму являє собою електронний інвертор, переважно на тиристорах. При цьому пристрій для зміни з'єднання в електричних колах являє собою електронний вимикач у вигляді тиристора. При цьому пристрій для перетворення хімічної енергії в електричну енергію постійного струму являє собою джерело постійного струму у вигляді акумуляторної батареї. Таким чином, відповідно до корисної моделі при передачі енергії з електричної мережі до навантаження (споживача) відбувається її кількаразове перетворення з одного виду в іншій, а процес перетворення енергії можна представити через баланс енергій. Енергія, яка запасається в інерційних ланках, не зникає, а передається в інші ланки системи або повертається назад у мережу живлення. А для створення енергії в електричній мережі система вимагає надходження вхідної енергії або впорядкованого руху електричних зарядів, тобто для підтримки струму в замкнутому ланцюгу необхідна наявність сторонніх сил, здатних здійснювати роботу з перенесення заряду в замкнутому ланцюзі. Сторонні сили діють лише на частині замкненого кола - в джерелі струму. Походження цих сил у різних джерелах різна: - в гальванічних елементах і акумуляторах ці сили мають хімічну природу, - у фотоелементах поділ зарядів відбувається в результаті дії світла на напівпровідник, - у генераторах - за рахунок руху провідників у магнітному полі. Заявниками було встановлено, що найкращим варіантом джерела сторонніх сил є варіант, у якого сила струму і його напрямок з часом не змінюються, тобто джерело сторонніх сил це є джерело постійного струму - акумулятор. Таким чином, відповідно до корисної моделі електричну енергію для навантаження і споживання отримують шляхом перетворення хімічної енергії від джерела постійного струму. Першим аспектом цієї корисної моделі є наявність електричного ланцюга, що містить енергетичний модуль, виконаний у вигляді пристрою для перетворення змінного синусоїдального струму у імпульсний струм, з'єднаного з першим заземлювальним пристроєм, пристрою для підвищення напруги імпульсів електричного струму та пониження його величини сили струму, пристрою для накопичення електричної енергії і згладжування вихідної напруги імпульсного струму, пристрою для упорядкування частоти імпульсного струму і акумуляції 2 UA 105937 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 електричної енергії, пристрою для комутації великих імпульсних сигналів, пристрою для трансформування великих імпульсів змінного струму, з'єднаного з другим заземлювальним пристроєм, пристрою для відсікання високочастотних коливань і пристрою для перетворення імпульсного струму у змінний синусоїдальний струм. Перетворенням параметрів напруг і струмів за допомогою згаданого вище виконання енергетичного модуля заявники підвищили коефіцієнт перетворення енергії. Коефіцієнт корисної дії вельми високий і досягає значень 0,95…0,996. А наявність у ланцюгу енергетичного модуля пристрою для трансформування великих імпульсів змінного струму, з'єднаного з другим заземлювальним пристроєм, тобто із Землею - додатковим джерелом сторонніх сил (Земля є джерело зарядів, що прибувають у електричний ланцюг як додаткова енергія) додатково підвищує коефіцієнт перетворення енергії. Іншим аспектом корисної моделі є виконання пристрою для перетворення електричної енергії постійного струму в електричну енергію змінного струму у вигляді електронного інвертора, виконання пристрою для підвищення напруги імпульсів електричного струму та пониження його величини сили струму у вигляді електромагнітної котушки, переважно біфілярної котушки з двома близько розташованими паралельними обмотками - первинною низьковольтною і вторинною високовольтною та осердя з прецизійного сплаву пермалою, виконання пристрою для накопичення електричної енергії і згладжування вихідної напруги імпульсного струму у вигляді ряду високовольтних конденсаторів, виконання пристрою для упорядкування частоти імпульсного струму і акумуляції електричної енергії у вигляді біфілярної котушки і з'єднання початку першої котушки з кінцем другою котушки, і виконання її осердя з прецизійного сплаву пермалою, виконання пристрою для комутації великих імпульсних сигналів у вигляді керуючого тиратрону для передачі і керування частоти електричної енергії, виконання пристрою для трансформування великих імпульсів змінного струму у вигляді електромагнітної котушки з двома близько розташованими паралельними низьковольтними обмотками, а її осердя з прецизійного сплаву пермалою, виконання пристрою для відсікання високочастотних коливань у вигляді фільтра низьких частот з конденсатором, виконання пристрою для перетворення імпульсного струму у вигляді електронного інвертора на тиристорах і виконання пристрою для зміни з'єднання в електричних колах у вигляді тиристора. Завдяки такому виконанню заявники підвищили коефіцієнт перетворення енергії. Короткий опис графічних матеріалів. В подальшому корисна модель пояснюється прикладом конкретного виконання і графічними матеріалами, за яких зображено таке: Фіг. 1 - схематично зображена система для перетворення вхідної енергії постійного струму в вихідну енергію необхідного виду; Фіг. 2 - схематично зображений постійний струм робочої напруги у 12 вольт від акумулятора; Фіг. 3 - схематично зображена комутація струму у пристрої 2; Фіг. 4 - схематично зображено перетворення змінного струму у імпульсний електричний струм; Фіг. 5 - схематично зображена підвищення напруги імпульсів електричного струму та пониження величини сили струму у пристрої 6; Фіг. 6 - схематично зображена накопичення енергії і згладжування вихідної напруги імпульсного електричного струму у пристрої 7; Фіг. 7 - схематично зображена додаткове упорядкування частоти електричного струму і додатково підвищення напруги у пристрої 8; Фіг. 8 - схематично зображений пристрій 6 (високовольтний трансформатор) для надходження додаткової енергії із Землі; Фіг. 9 - схематично зображений пристрій 10 (трансформатор понижуючий); Фіг. 10 - схематично зображено відсікання високочастотних коливань (заштрихована область) та забезпечення сталої величини напруги 220 В у пристрої 10. Найкращий варіант виконання корисної моделі. Система для перетворення вхідної енергії постійного струму в вихідну енергію необхідного виду містить послідовно з'єднані (див. Фіг. 1) пристрій 1 для первинного живлення електричним струмом (являє собою акумуляторну батарею), пристрій 2 для перетворення постійного струму в змінний струм, електронний вимикач 3, пристрій 4 для перетворення змінного електричного струму 50 Гц у імпульсний електричний струм, який з'єднаний із Землею через пристрій 5, що являє собою мідний провід діаметром 10 мм, який приєднаний до послідовно з'єднаних металевих труб діаметром 50 мм та довжиною 2 м у кількості 3 штук, що розміщені в землі, пристрій 6 для підвищення напруги імпульсів електричного струму та пониження його величини сили струму, пристрій 7 (високовольтні конденсатори) для накопичення енергії і згладжування 3 UA 105937 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 вихідної напруги імпульсного електричного струму, пристрій 8 (біфілярна котушка) для упорядкування частоти змінного струму і акумуляції електричної енергії, пристрій 9 (розрядник) для комутації імпульсних електричних струмів, пристрій 10 для пониження напруги та підвищення сили електричного імпульсного струму, який зв'язаний з землею через пристрій 11, що являє собою мідний провід діаметром 10 мм, який приєднаний до послідовно з'єднаних металевих труб діаметром 50 мм та довжиною 2 м у кількості 3 штук, що розміщені в землі, пристрій 12 (фільтр низьких частот) для відсікання високочастотних коливань, пристрій 13 (електронний інвертор) для перетворення імпульсного електричного струму в змінний з частотою 50 Гц, пристрій 14 (споживач), що являє собою електричні пристрої індивідуальних, багатоквартирних будинків тощо, і споживає електричний струм з частотою 50 Гц, напругою 220 В. При цьому вихід пристрою 13 (електронний інвертор) крім з'єднання з пристроєм 14 паралельно з'єднаний з електронним вимикачем 3. Пристрій 1 для первинного живлення електричним струмом являє собою акумуляторну батарею будь-яку відому фахівцям у цій галузі техніки, переважно малої потужності. Можливий варіант виконання акумуляторної батареї у вигляді шести свинцево-кислотних двовольтових акумуляторів, з'єднаних між собою послідовно, що забезпечує робочу напругу в колі 12 В. Бак акумуляторної батареї виготовлений з кислототривкоїпластмаси, але можливе виконання баку і з ебоніту. Бак поділений перегородками на шість відділень. На дні кожного відділення є опорні ребра (призми) для спирання на них пластин акумуляторів. Пристрій 2 для перетворення постійного струму від акумуляторної батареї в змінний струм являє собою електронний інвертор, тобто силовий генератор змінного струму відомої конструкції, переважно у вигляді додаткових комутуючих тиристорів усередині самого інвертора. Можливий варіант виконання у вигляді додаткових комутуючих транзисторів. Електронний вимикач 3 являє собою тиристор для зміни джерела електричним струмом первинного живлення пристрою 4 або від пристрою 13, або від пристрою 2. Тиристор являє собою напівпровідниковий прилад, виконаний на основі монокристала напівпровідника з трьома або більше PN-переходами і має два стійких стани: закритий стан, тобто стан низькою провідності, і відкритий стан, тобто стан високої провідності. Пристрій 4 (імпульсний генератор накачки) для перетворення змінного синусоїдального електричного струму у імпульсний електричний струм і являє собою перетворювач електричного струму, що базується на роботі переважно транзисторів. Можливе виконання додаткових перетворюючих пристроїв на тиристорах. Пристрій 5 для заземлення пристрою 4 являє собою мідний провід діаметром 10 мм, який приєднаний до послідовно з'єднаних металевих труб діаметром 50 мм та довжиною 2 м у кількості 3 штук, що розміщені в землі. Пристрій 6 (високовольтний трансформатор) для підвищення напруги імпульсів електричного струму та пониження його величини сили струму, який являє собою імпульсний трансформатор, виконаний у вигляді електромагнітної котушки, переважно біфілярної котушки, яка містить дві близько розташовані паралельні обмотки - первинну низьковольтну з 76 витків мідного дроту діаметром 0,55 мм, і вторинну високовольтну обмотку з 2800 витків мідного дроту діаметром 0,22 мм, намотаного на ізолятор. Високовольтний трансформатор містить осердя, яке може бути виконане різної конфігурації і із нікелю із залізом прецизійного сплаву, тобто магнітном'якого матеріалу, переважно пермалою. Пристрій 7 для накопичення енергії і згладжування вихідної напруги імпульсного струму являє собою ряд високовольтних конденсаторів, тобто пасивних електронних компонентів для накопичення заряду і енергії електричного полю. Вони виконані у вигляді керамічних ізоляторів і двох пластин конденсатора. Пристрій 8 для упорядкування частоти імпульсного струму і акумуляції електричної енергії являє собою електромагнітну котушку, виконану у вигляді біфілярної котушки, яка містить два близько розташовані проводи, що намотані на осердя, яке може бути виконане різної конфігурації і із нікелю із залізом прецизійного сплаву, тобто магнітно-м'якого матеріалу, переважно пермалою., таким чином, що початок першої з'єднаний з кінцем другою і виконаний з 200 витків мідного дроту діаметром 2,5 мм для БГЕЕ потужністю 35 кВт; Пристрій 9 для комутації великих імпульсних сигналів (розрядник) являє собою керуючий тиратрон для передачі і керування частоти електричної енергії для комутації великих імпульсних сигналів. Електричний розрядник здатний за короткий час пропустити великий, порядку декількох кулонів, заряд і при цьому мати достатній ресурс довговічності при збереженні електричних характеристик. 4 UA 105937 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пристрій 10 для трансформування великих імпульсів змінного струму являє собою пристрій, що містить електричний провід, намотаний на осердя, яке може бути виконане різної конфігурації і із різного матеріалу, тобто це трансформатор, осердя котрого виконане із нікелю із залізом прецизійного сплаву, переважно пермалою, який є магнітном'яким матеріалом, що характеризуються високою магнітною проникністю, малою коерцитивною силою Нз і малими втратами на гістерезис. Трансформатор, виконаний у вигляді електромагнітної котушки, яка містить дві близько розташовані паралельні обмотки - первинну низьковольтну з 228 витків мідного дроту діаметром 0,15 мм і вторинну низьковольтну обмотку з 76 витків мідного дроту діаметром 0,75 мм, намотаного на ізолятор. Пристрій 11 для заземлення пристрою 10 являє собою мідний провід діаметром 10 мм, який приєднаний до послідовно з'єднаних металевих труб діаметром 50 мм та довжиною 2 м у кількості 3 штук, що розміщені в землі. Він слугує для надходження додаткової електричної енергії із землі до пристрою 10 і установки в цілому, що направляється до споживачів. Пристрій 12 для відсікання високочастотних коливань являє собою фільтр низьких частот, що містить конденсатор. Пристрій 13 для перетворення імпульсного струму являє собою електронний інвертор, тобто силовий генератор змінного струму відомої конструкції, виконаний переважно у вигляді додаткових комутуючих пристроїв усередині самого інвертора, що виконані на тиристорах. Можливе виконання додаткових комутуючих пристроїв на транзисторах. Пристрій 14 (споживач) являє собою електричні пристрої індивідуальних, багатоквартирних будинків тощо, і споживає електричний струм з частотою 50 Гц, напругою 220 В. При цьому вихід пристрою 13 (електронний інвертор) крім з'єднання з пристроєм 14 паралельно з'єднаний з електронним вимикачем 3. Система для перетворення вхідної енергії постійного струму в вихідну енергію необхідного виду працює так (див. Фіг. 1). Від пристрою 1 для первинного живлення електричним струмом постійний струм робочої напруги у 12 вольт (див. Фіг. 1, 2) передається до пристрою 2 для перетворення постійного струму у змінний струм. У пристрої 2, що живиться від акумулятора постійного струму здійснюється комутація струму (див. Фіг. 1, 3), тобто викликається перехідний процес амплітуди напруги і струму незалежно від процесів у зовнішніх електричних колах. Зі зміненою амплітудою напруги і струму електрична енергія подається на перший вхід електронного вимикача 3. На інший вхід електронного вимикача 3 подається електрична енергія з пристрою 13 для комутації змінного струму. У електронному вимикачі 3 за допомогою слабких сигналів здійснюється управління перемикання вхідного навантаження з пристрою 2 на пристрій 13 і навпаки. Електронний вимикач 3 має два стійких стани: закритий стан, тобто стан низькою провідності, і відкритий стан, тобто стан високої провідності. Енергія змінного струму (див. Фіг. 1, 3) з виходу електронного вимикача 3 подається на вхід пристрою 4, який з'єднаний із землею через пристрій 5, для значного підвищення сили змінного струму та перетворення його у імпульсний електричний струм (див. Фіг. 1, 4), тобто для генерування електричного струму високої сили струму. Пристрій 5 відіграє роль заземлення пристрою 4. Згенерований великий струм з виходу пристрою 4 подається на вхід пристрою 6 для підвищення напруги імпульсів електричного струму та пониження його величини сили струму (див. Фіг. 1, 5). При цьому в першій обмотці пристрою 6 виникає електрорушійна сила, яка породжує магнітне поле. Це поле перетинає витки другої котушки пристрою 6, де виникає своя електрорушійна сила самоіндукції. У свою чергу в другій котушці пристрою 6 теж виникає напруга, яка буде відрізнятися від первинної в стільки ж разів, у скільки відрізняється кількість витків обох обмоток. За допомогою підсилювальній другій котушці пристрою 6 підвищується напруга електричного струму і понижується сила струму. З виходу пристрою 6 електричний струм коротких імпульсів великої напруги (див. Фіг. 1, 5) подається на вхід пристрою 7 для накопичення енергії і згладжування вихідної напруги імпульсного електричного струму (див. Фіг. 1, 6). З виходу пристрою 7 підвищений імпульсний струм з упорядковуваною частотою великих імпульсів подається на пристрій 8 для упорядкування частоти змінного струму і акумуляції електричної енергії. При цьому в першій обмотці пристрою 8 виникає електрорушійна сила, яка породжує магнітне поле. Це поле перетинає витки другої котушки пристрою 8, де виникає своя електрорушійна сила самоіндукції. У свою чергу в другій котушці пристрою 8 теж виникає напруга, яка буде відрізнятися від первинної в стільки ж разів, у скільки відрізняється кількість витків обох обмоток. За допомогою підсилювальній другій котушці пристрою 8 додатково упорядковують частоту електричного струму і додатково підвищують напругу (див. Фіг. 1, 7). З виходу пристрою 8 електричну енергію подають на вхід пристрою 9 (розрядник) для комутації великих імпульсних струмів і потім з виходу пристрою 9 подають на вхід пристрою 10 для трансформування великих 5 UA 105937 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 імпульсів змінного струму. Трансформатор понижуючий 10 практично нічим не відрізняється від підвищувального 6. Змінений спосіб підключення. Цей трансформатор 10 використовують для надходження додаткової енергії через пристрій 11, що зв'язує землю та його первинну обмотку. Пристрій 10 працює в 2 режимах: 1-ий - режим удару в землю (див. Фіг. 1, 7); 2-ий - режим відгуку (надходження додаткової енергії із землі (див. Фіг. 1, 8). З виходу пристрою 10 електричну енергію подають на вхід пристрою 12 для відсікання високочастотних коливань (див. Фіг. 1, 10) та забезпечення сталої величини напруги 220 В. Пристрій 12 пропускає низькі частоти та послаблює частоти, що розташовані вище частоти відтинання (див. Фіг. 1, 10, заштрихована область). Реактивний опір конденсатора пристрою 12 зменшується з частотою, а отже, конденсатор пристрою 11 пропускає тільки низькочастотні сигнали, й тим краще, чим вища частота. У результаті на високих частотах конденсатор пристрою 12 шунтує сигнал. На виході залишається лише сигнал низької частоти 50 Гц. З виходу пристрою 12 сигнал низької частоти подається на пристрій 13 для комутація змінного струму, що перетворює електроенергію, отриману на другий котушці, у прийнятний для споживача вид. З виходу пристрою 13 перетворена електроенергія у вигляді (див. Фіг. 1, 3), прийнятному для споживача подається до входу пристрою 14 для переважно забезпечення електричним струмом електрообладнання індивідуальних, багатоквартирних будинків тощо. Система для перетворення вхідної енергії постійного струму в вихідну енергію необхідного виду споживає енергію від акумулятора тільки в початковий період роботи. Потім акумулятор відключають за допомогою електронного вимикача 3. В подальшому система постійно виробляє електричну енергію. Незначна частина виробленої електричної енергії використовується системою для автономної її роботи, а основна частина виробленої електричної енергії подається до споживача 14. Система генерує електричну енергію постійно до тих пір, поки її не відключено. Таким чином, система для перетворення вхідної енергії постійного струму в вихідну енергію необхідного виду, переважно електричний струм з частотою 50 Гц, напругою 220 В і дозволяє отримати значний економічний ефект. Інші аспекти та характеристики цього винаходу можуть бути з'ясовані через вивчення графічних матеріалів та формули винаходу. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Система для перетворення вхідної енергії в вихідну енергію необхідного виду, що містить послідовно з'єднані пристрій для перетворення хімічної енергії в електричну енергію постійного струму, пристрій для перетворення електричної енергії постійного струму в електричну енергію змінного струму, пристрій для зміни з'єднання в електричних колах, вихід якого з'єднаний з енергетичним модулем для перетворення електричної енергії змінного струму у вихідну електричну енергію необхідного виду, яка відрізняється тим, що введені перший і другий заземлювальні пристрої, пристрій для зміни з'єднання в електричних колах являє собою електронний вимикач з першим і другим входами, а енергетичний модуль виконаний у вигляді послідовно з'єднаних з'єднаного першим входом з першим заземлювальним пристроєм пристрою для перетворення змінного синусоїдального струму у імпульсний струм і другим входом з пристроєм для зміни з'єднання в електричних колах, пристрою для підвищення напруги імпульсів електричного струму та пониження його величини сили струму, пристрою для накопичення електричної енергії і згладжування вихідної напруги імпульсного струму, пристрою для упорядкування частоти імпульсного струму і акумуляції електричної енергії, пристрою для комутації великих імпульсних сигналів, пристрою для трансформування великих імпульсів змінного струму, з'єднаного першим входом з останнім, а другим його входом з другим заземлювальним пристроєм, пристрою для відсікання високочастотних коливань і пристрою для перетворення імпульсного струму у змінний синусоїдальний струм з першим і другим виходами, при цьому пристрій для перетворення електричної енергії постійного струму в електричну енергію змінного струму являє собою електронний інвертор, вихід якого з'єднаний з першим входом електронного вимикача, а другий вхід електронного вимикача з'єднаний з першим виходом пристрою для перетворення імпульсного струму у змінний синусоїдальний струм і другий вихід останнього являє собою вихід системи. 2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій для підвищення напруги імпульсів електричного струму та пониження його величини сили струму являє собою імпульсний трансформатор, виконаний у вигляді електромагнітної котушки, переважно біфілярної котушки, що містить дві близько розташовані паралельні обмотки - первинну низьковольтну і вторинну високовольтну, та осердя, виконане з магнітном'якого матеріалу, переважно прецизійного сплаву пермалою. 6 UA 105937 U 5 10 15 20 3. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій для накопичення електричної енергії і згладжування вихідної напруги імпульсного струму являє собою ряд високовольтних конденсаторів. 4. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій для упорядкування частоти імпульсного струму і акумуляції електричної енергії являє собою електромагнітну котушку, виконану у вигляді біфілярної котушки, початок першої котушки з'єднаний з кінцем другої котушки, а її осердя виконане з магнітном'якого матеріалу, переважно прецизійного сплаву пермалою. 5. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій для комутації великих імпульсних сигналів являє собою керуючий тиратрон для передачі і керування частоти електричної енергії. 6. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій для трансформування великих імпульсів змінного струму являє собою електромагнітну котушку з двома близько розташованими паралельними низьковольтними обмотками, а її осердя виконане з магнітном'якого матеріалу, переважно прецизійного сплаву пермалою. 7. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій для відсікання високочастотних коливань являє собою фільтр низьких частот з конденсатором. 8. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій для перетворення імпульсного струму являє собою електронний інвертор, переважно на тиристорах. 9. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що електронний вимикач виконаний у вигляді тиристора. 10. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій для перетворення хімічної енергії в електричну енергію постійного струму являє собою джерело постійного струму у вигляді акумуляторної батареї. 7 UA 105937 U 8 UA 105937 U 9 UA 105937 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюSystem for converting input energy
Автори англійськоюDubas Mykhailo Mykhailovych, Kinderevych Petro Volodymyrovych, Serhiienko Mila Volodymyrivna, Nevhadovskyi Ruslan Andriiovych, Boiko Volodymyr Oleksandrovych, Bondarenko Kateryna Yuriivna, Khoruzhenko Vadym Anatoliiovych, Halushko Tetiana Anatoliivna, Seminko Oleksandr Mykolaiovych
Назва патенту російськоюСистема для преобразования входной энергии
Автори російськоюДубас Михаил Михайлович, Киндеревич Петр Владимирович, Сергиенко Мила Владимировна, Невгадовский Руслан Андреевич, Бойко Владимир Александрович, Бондаренко Екатерина Юрьевна, Хоруженко Вадим Анатольевич, Галушко Татьяна Анатольевна, Семинько Александр Николаевич
МПК / Мітки
МПК: H02M 11/00
Мітки: система, енергії, вхідної, перетворення
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/12-105937-sistema-dlya-peretvorennya-vkhidno-energi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Система для перетворення вхідної енергії</a>
Попередній патент: Спосіб виготовлення листів фанери
Наступний патент: Зошит шкільний
Випадковий патент: Спосіб виробництва сталі