Изобретение относится к частотному преобразованию электромагнитной энергии, в частности преобразование входной частоты F в выходную Fк.The invention relates to the frequency conversion of electromagnetic energy, in particular the conversion of the input frequency F to the output Fk.
Известные способы получения различных частот требуют дорогостоящего электронного оборудования и труда высококвалифицированных специалистов-электронщиков.Known methods for producing various frequencies require expensive electronic equipment and the work of highly qualified electronic specialists.
Целью изобретения является расширение диапазона (в сторону увеличения) получаемых частот и снижение себестоимости работ.The aim of the invention is to expand the range (upward) of the received frequencies and reduce the cost of work.
Указанная цель достигаются тем, что в качестве входной характеристики берется, например, частотная кривая напряжения, полученная в результате двухполупериодного выпрямления синусоидального напряжения с частотой 0.3 МГц (длина волны составит 1000 м, полупериод соответственно 500 м). Управляющим элементом служит индуктивность с длиной провода 500 м. Для увеличения частоты в К раз используем К катушек, имеющих электромагнитную связь с индуктивностью. Индуктируемый ток подается на управляющий электрод двухоперационного тиристора. Согласно правилу правоходового винта катушки вырабатывают положительные или отрицательные управляющие импульсы, следующие в функции пути прохождения фазы электромагнитным полем вдоль оси индуктивности, в нашем случае длина проводной намотки составляет 500 м. Фазовая скорость в спиральной линии передачи значительно меньше скорости света и зависит от количества уложенной длины проволоки (витков, спиралей) в единице длины спирали вдоль ее оси. Эта величина должна быть согласована с быстродействием преобразующего устройства (в нашем случае двухоперационного тиристора). Катушки имеют возможность передвижения вдоль оси индуктивности, регулируя скважность вырабатываемых импульсов. Для увеличения количества катушек (управляющих импульсов) индуктивность мотаем вдоль двух параллельных осей, например, восьмеркой увеличивая тем самым количество катушек. Индуктивность также может представлять собой тороид или архимедову спираль.This goal is achieved by the fact that, for example, the frequency voltage curve obtained as a result of two-half-wave rectification of the sinusoidal voltage with a frequency of 0.3 MHz (wavelength will be 1000 m, half-cycle, respectively, 500 m) is taken as an input characteristic. The control element is an inductance with a wire length of 500 m. To increase the frequency by a factor of K, we use K coils having electromagnetic coupling with the inductance. Inducted current is supplied to the control electrode of a two-stage thyristor. According to the rule of the starter screw, the coils generate positive or negative control pulses that follow as a function of the phase path of the electromagnetic field along the inductance axis, in our case the length of the wire winding is 500 m. The phase velocity in the spiral transmission line is much less than the speed of light and depends on the amount of length laid wires (turns, spirals) per unit length of a spiral along its axis. This value should be consistent with the speed of the conversion device (in our case, a two-operation thyristor). Coils have the ability to move along the axis of inductance, adjusting the duty cycle of the generated pulses. To increase the number of coils (control pulses), we wind the inductance along two parallel axes, for example, increasing the number of coils by eight, thereby. Inductance can also be a toroid or an Archimedean spiral.
На рис.1 показано устройство, реализующее способ. Оно состоит из восьми катушек, имеющих форму втулок (обмотки, залитые компаундом), перемещаемых вдоль оси стержневой индуктивности 10, обмотки которой также залиты компаундом. На катушку 10 подается заданное базовое напряжение от выпрямителя 11. Управляющие импульсы от катушек 1-8 подаются на управляющий электрод тиристора 9, в цепь которого включена нагрузка С и Л. Нагрузка С и Л (емкость и индуктивность) могут работать в режиме резонанса на отдельных гармонических составляющих. Двухоперационным тиристором 9 достигаются операции включения (открытие тиристора), а также операция отключения тока (закрытие тиристора).Figure 1 shows a device that implements the method. It consists of eight coils in the form of bushings (windings filled with a compound), moved along the axis of the rod inductance 10, the windings of which are also filled with a compound. The specified basic voltage is supplied to the coil 10 from the rectifier 11. The control pulses from the coils 1-8 are supplied to the control electrode of the thyristor 9, the circuit of which includes the load C and L. The load C and L (capacitance and inductance) can operate in resonance mode on separate harmonic components. The two-operation thyristor 9 achieves the operation of switching on (opening the thyristor), as well as the operation of turning off the current (closing the thyristor).
Работа устройства заключается в том, что управляющие катушки 1-8 подают на тиристор 9 открывающие импульсы (нечетные катушки) и закрывающие импульсы (четные катушки). На диаграмме изображена полуволна, разбитая управляющими импульсами на девять частей, т.е. частота выходного напряжения увеличивается в девять раз. Для работы устройства на кривых переходных процессов необходимо питание постоянным током, коммутирующее устройство и реактивная нагрузка.The operation of the device is that the control coils 1-8 supply to the thyristor 9 opening pulses (odd coils) and closing pulses (even coils). The diagram shows a half-wave divided by control pulses into nine parts, i.e. the frequency of the output voltage increases nine times. For the device to operate on transient curves, DC power, a switching device and reactive load are required.
Предлагаемый способ может найти самое разнообразное применение. Например, при использовании его в качестве прибора определения экологичности продуктов образцовый продукт помещают в межэлектродное конденсаторное пространство (при этом конденсаторные пластины должны быть герметично изолированы материалом с высокой диэлектрической проницаемостью, например сополимером), фиксируют емкостное сопротивление, по изменению которого судят о качестве продукта. Аналогично при изменении емкости судят о наличии в межэлектродном пространстве металла. Такой прибор реагирует на наличие взрывчатых веществ или наркотиков вследствие изменения диэлектрических свойств межэлектродной среды. Большая чувствительность прибора определяется использованием токов сверхвысоких частот. Изолирование пластин конденсатора позволяет увеличить напряжение, а значит, в квадратичной зависимости энергию электрического поля. Перспективным является использование способа для самонаведения морских торпед как на надводные, так и подводные цели, для чего одной из обкладок датчика является сама цель. Другая обкладка может вращаться в поиске цели внутри изолированного соленоида вместе с ним. Такая система включается на безопасном расстоянии от торпедного аппарата. Может быть отключена или включена кодовым электронным ключом, после чего при необнаруживании цели возвращаться на базу. Перспективно также применение способа для разложения воды (в водородной энергетике).The proposed method can find a wide variety of applications. For example, when using it as a device for determining the environmental friendliness of products, a sample product is placed in the interelectrode capacitor space (in this case, the capacitor plates must be hermetically isolated by a material with high dielectric constant, for example, a copolymer), capacitance is fixed, the change of which determines the quality of the product. Similarly, when the capacitance is changed, the presence of metal in the interelectrode space is judged. Such a device reacts to the presence of explosives or drugs due to changes in the dielectric properties of the interelectrode medium. The high sensitivity of the device is determined by the use of microwave currents. Insulating the plates of the capacitor allows you to increase the voltage, and therefore, in a quadratic dependence, the energy of the electric field. It is promising to use the method for homing naval torpedoes both on surface and underwater targets, for which one of the sensor plates is the target itself. Another cover can rotate in search of a target inside an isolated solenoid along with it. Such a system is switched on at a safe distance from the torpedo tube. It can be turned off or turned on with a coded electronic key, after which, if the target is not detected, return to the base. The application of the method for the decomposition of water (in hydrogen energy) is also promising.