165372. lajstromszámú szabadalom • Villamos generátor
165372 3 4 alakban elrendezett szalag belső terén át vannak vezetve és a szalag végei a mágnes két pólusával szemben vannak elrendezve, míg a szalag teljes hossza a szalag bármely éle mentén szögfokokban mérve, legalább kétszer 360° értékű. Ez a megoldás tehát új mechanikus felépítési elvet jelent villamos genrátoroknál az indukciós tekercsre ható mágneses fluxus időbeli változásának megvalósítására; itt ugyanis a mágneses fluxus időbeli változását a saját tengely körül forgatott ferromágneses szalag idézi elő, azaz az elektromotoros erő indukálása a tekercsben a ferromágneses szalagban levő mágneses fluxus számára hatásos szalaghossz változása útján történik. A csavarvonalakban kialakított szalag egy elektromágnes és az indukciós tekercs egy része között forog; a tekercs egyrészt a szalag belső terén át, másrészt a szalagon kívül van vezetve. A mágnes a szalagon kívül van elrendezve. A másneses mező az egyik pólustól kiindulva, a légrésen át a ferromágneses szalagon keresztül, majd egy további légrésen átlépve halad vissza a mágnes másik pólusához. Amikor a ferromágneses szalag a tengelye körül forog, a mágneses fluxus a szalagnak változó hosszúságú szakaszán halad át, mégpedig félfordulatonként ez a szalaghossz szögfokokban mérve 360°, 2x360° vagy annak többszöröse között változik, attól függően, hogy milyen hosszú a szalag. Ilyen módon nagyfeszültségű villamos energia állítható elő, amelynek frekvenciája egyenesen arányos a szalag fordulatszámával. Ez a frekvencia a Lenz-erő csekély befolyása miatt igen pontosan tartható. Például 50 Hz esetén a frekvencia ± 10—4 mp pontossággal biztosítható, s ez a paraméter igen fontos az ilyen generátor több alkalmazási területén, így a plazmafizikában is. Ez a generátor, amelynél nincs szükség kommutátorra, kis induktanciájú és ezért különösen előnyösen alkalmazható az alábbi területeken: a) hibridplazma előállítására igen rövid szikrákat i adó ívfénykisülésnél,b) ózon előállítására igen nagy teljesítmény-kihasználású ívfény kisülésnél; c) kémiai szintézisre; d) légtisztításhoz elektrosztatikus szűrőkben; e) plazmagenerátorok üzemeltetésére, amelyekben metastabil ionokat hoznak létre; az ilyen plazmagenerátoroknál gyakorlatilag cos <p = 1 érhető el. A találmányt a továbbiakban egy példaképpen kiviteli alak kapcsán, rajz alapján ismertetjük részletesebben. Az 1. ábra a generátor elvi vázlatát mutatja, a 2. ábra a generátor egy példaképpeni kiviteli alakját szemlélteti vázlatosan. Az ábrákon 1 jelöli a ferromágneses szalagot, amelynek hosszúsága 2,666 x 360°, 2 jelöli az elektro-, ül. permanensmágnest, 3 az indukciós tekercset, 4 a csavarvonalakban kiképzett 1 szalag tengelyét, 5 a rést az 1 szalag menetei között, 6 a szalag szélességét, 7 az S és N mágnespólusok közötti rést, és 8 a légrést az (S, N) mágnespólusok és az 1 száag között. Amikor az 1 ferromágneses szalag a 4 tengely körül forog, az S mágnespólustól az N mágnespólus 5 felé irányuló mágneses fluxus konstans, ami azt jelenti, hogy a mágneses fluxus a forgás során sohasem szakad meg. Ezzel szemben változik a mágneses fluxus számára hatásos szalaghossz. Minden félfordulatnál a mágneses fluxus pályája kétszeresére 10 hosszabbodik, vagy felére csökken. Ha az 1 szalag hosszúságát a szögfokokban mérjük, akkor a mágneses fluxus pályája például az első félperiódusban egyszer 360 a második félperiódusban kétszer 360° lesz. 15 Az 1 szalag forgásakor változik tehát az 1 szalag mágnesezett meneteinek száma, amelyek a 3 indukciós tekercsre hatnak. Az 1 szalag egy teljes fordulata alatt például ez a menetszám egy és kettő között változik. A szalag hosszúságának legalább kétszer 20 360°-nak kell lennie. Elméletileg azonban a szalag hossza ennek többszöröse lehet. Az indukált áram ideális szinuslefutása érdekében az 1 szalag hosszúságának 2,666 x 360° vagy 3,666 x 360° vagy 4,666 x 360° stb. kell lennie. 25 Elméletileg a szalaghosszúság határa a 2 x 360° és a«x 360° között van, és a mágnes pólusai mindig az 1 szalag kezdetén és végén helyezkednek el. Ha a 2 mágnes <í> mágneses fluxust hoz létre, akkor az indukciós tekercsben a fluxussal és a menetszám-30 mai arányos elektromotoros erő indukálódik, vagyis egy fordulat alatt az indukált elektromotoros erő értékében szereplő arányossági tényező például 1 $ és 2 <í> között változik. Ez azt jelenti, hogy amikor a száag egy fordulatot 35 végez, akkor a 3 indukciós tekercsben egy szinuszlefolyású villamos feszültség egy teljes periódusa indukálódik. Más szavakkal, a villamos feszültség egy szinuszperiódusa az indukciós tekercsben a szalag egy teljes fordulata (2ir) alatt indukálódik, míg a szinusz-40 görbe félperiódusa egy félfordulat (ír) alatt. A 3 indukcióstekercs és a 2 elektromágnes helytállóan van elrendezve és csupán a csavarvonal alakú ferromágneses 1 szalag forog. Kommutátorra — mint ezt már említettük - nincs szükség. 45 Az indukált, szinuszvonal-lefutású villamos feszültség frekvenciája a ferromágneses szalag forgási sebességétől, azaz fordulatszámától, míg az indukciós tekercsben létrejött feszültség annak menetszámától, valamint a mágneses fluxustól és az 1 szalag fordulat-50 számától függ. Nagyfeszültség létesítése céljából a 3 indukciós tekercs all csőbe (lásd 2. ábrát) van behelyezve, amely transzformátorolajjal vagy valamely más szigetelőközeggel van megtöltve. 55 A 2. ábrán egy gyakorlati kiviteli alakot mutatunk be vázlatosan. A 2. ábrán — az eddig alkalmazott 1—8 hivatkozási jelek megtartása mellett — még a következő alkatrészek szerepelnek: a ferromágneses 9 hordozócső, amely a ferromágneses 1 szalagot tartja; 60 a 10 csapágyak a 9 hordozócső ágyazására; 11 2
